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Caracterização in-situ das ligas de alta entropia Mg22Ti22Nb22Cr11Mn11Ni11 e Mg22Ti22Nb22Fe11Co11Ni11 para armazenagem de hidrogênio

Processo: 19/01857-9
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
Vigência (Início): 10 de junho de 2019
Vigência (Término): 29 de novembro de 2019
Área do conhecimento:Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
Pesquisador responsável:Guilherme Zepon
Beneficiário:Felipe Marques
Supervisor no Exterior: Michael Felderhoff
Instituição-sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
Local de pesquisa : Max Planck Society, Mulheim, Alemanha  
Vinculado à bolsa:18/08956-0 - Ligas de alta entropia do tipo A2B para aplicação em armazenagem de hidrogênio, BP.MS

Resumo

Desenvolver materiais para o armazenamento de hidrogênio que sejam seguros, confiáveis, eficientes e econômicos é um desafio científico e tecnológico que deve ser superado para alavancar um sistema de energia limpo e renovável baseado em hidrogênio. Vários trabalhos mostraram que hidretos metálicos, como MgH2 e TiFeH, por exemplo, são materiais promissores para essa aplicação. Recentemente, foi demonstrado que a liga de alta entropia (LAE) equiatômica TiVZrNbHf, que cristaliza como uma única solução sólida multicomponente, é capaz de armazenar 2,5 átomos de hidrogênio por átomo metálico, o que é consideravelmente maior do que os hidretos metálicos convencionais, como MgH2. Resultados anteriores do nosso grupo de pesquisa demonstraram que a liga MgZrTiFe0.5Co0.5Ni0.5 também possui propriedades interessantes de armazenamento de hidrogênio. Na primeira parte deste projeto de mestrado, foram estudadas três novas LAE, a saber, Mg14Ti18Nb35Cr5Mn18Ni10, Mg30Ti14Nb23Cr15Mn5Ni13 e Mg22Ti22Nb22Cr11Mni11Ni11. Essas ligas absorveram até 0,25%, 1,4% e 1,2% em peso de hidrogênio, respectivamente, em 1,5 horas a 350 ºC e 6,0 MPa de H2. Com base nos primeiros resultados, uma nova composição de liga está sendo proposta, a saber, Mg22Ti22Nb22Cr11Mni11Ni11. Este projeto propõe avaliar o comportamento de dessorção / absorção e estabilidade térmica das LAE Mg22Ti22Nb22Fe11Ni11Co11 e Mg22Ti22Nb22Fe11Ni11Co11 utilizando técnicas de DRX in-situ e DSC de alta pressão. Este projeto será realizado no Instituto Max-Planck für Kohlenforschung, na Alemanha, um renomado instituto mundial na área de materiais para armazenamento de hidrogênio, sob a supervisão do Dr. Michael Felderhoff.