Produção de ligas multicomponentes para armazenagem de hidrogênio por fusão a arco com proteção gasosa: Uma solução para escalabilidade de produção.

• Processo: 23/06050-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2024
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2027
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Guilherme Zepon
• Beneficiário: Vinícius Aranda
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/01117-6 - PROPRIEDADES DE ARMAZENAMENTO DE HIDROGÊNIO DAS LIGA MULTICOMPONENTES (Ti1+xV1Nb1-x)85Cr15 (x = 0.0, 0.2, 0.5, AND 0.8) PRODUZIDAS PELO PROCESSO DE FUSÃO A ARCO COM PROTEÇÃO GASOSA, BE.EP.DR
• Assunto(s): Armazenamento de hidrogênio Hidretos metálicos Processo de fabricação
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: armazenagem de hidrogênio | escalabilidade de processo | Hidretos metálicos | Ligas Multicomponente | Processo de fabricação | Armazenagem de hidrogênio

Resumo

O hidrogênio verde é um promissor vetor energético capaz de armazenar e distribuir a energia proveniente de diversas fontes renováveis. Contudo, a armazenagem e o transporte de grandes quantidades de hidrogênio são um desafio tecnológico a ser superado. A armazenagem de hidrogênio em ligas multicomponentes (LMCs) capazes de formarem hidretos metálicos multicomponentes (HMMCs) tem sido muito investigada, pois o amplo campo composicional das LMCs permite o design de ligas e HMMCs com propriedades otimizadas para cada aplicação específica. Nos últimos anos, o grupo de LH2M do DEMa/UFSCar tem atuado no desenvolvimento de métodos de design e de novas LMCs e HMMCs com propriedades otimizadas para a aplicações em tanques de armazenagem em temperatura ambiente e pressões moderadas. Algumas ligas com propriedades promissoras já foram desenvolvidas tais como as ligas Ti22V22Nb22Cr35, Ti11V30Nb28Cr31, Ti16Zr16Cr16Mn16Fe16Ni16 e Ti17Zr17Cr22Mn22Fe22. Contudo, estas ligas foram desenvolvidas e produzidas através do processo de fusão em fornos à arco elétrico com atmosfera controlada (vácuo e gás inerte), sendo um processo de difícil escalabilidade. Uma vez que estas ligas deverão ser produzidas em grandes volumes de produção (toneladas) para a aplicações em tanques, este projeto doutorado propõe uma rota alternativa para a produção dessas ligas através do processo de fusão à arco com eletrodo não consumível e proteção gasosa, aqui denominado de FAPG, que, se automatizado, tem potencial de permitir a produção em série de vários lingotes pequenos (entre 10 e 30 g) com características metalúrgicas e propriedades muito similares aos obtidos nos estudos em escala de laboratório. Através do processo proposto, seria possível ampliar a escala de produção a nível de toneladas/mês apenas através da criação de uma linha de produção.