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

• Processo: 19/01857-9
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 10 de junho de 2019
• Data de Término da vigência: 29 de novembro de 2019
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Guilherme Zepon
• Beneficiário: Felipe Marques
• Supervisor: Michael Felderhoff
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: 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
• Assunto(s): Ligas de alta entropia Armazenamento de hidrogênio Hidretos Cristalização
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: High entropy alloys | Hydrogen Storage | In-situ characterization | Hidretos metálicos

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. (AU)