Mudanças físico-químicas causadas pelo uso da técnica de ativação por laser pulsado nos metais e ligas do sistema Ti-V-Nb-Cr para armazenagem de hidrogênio

• Processo: 24/03659-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de setembro de 2024
• Data de Término da vigência: 28 de fevereiro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Guilherme Zepon
• Beneficiário: Ana Rodrigues Cameirão
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Armazenamento de hidrogênio Ativação Hidretos metálicos Ligas de múltiplos elementos principais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: armazenagem de hidrogênio | Ativação | Ativação por Laser Pulsado | Hidretos metálicos | ligas multicomponentes | Ligas para armazenagem de hidrogênio

Resumo

O hidrogênio é uma alternativa viável aos combustíveis fósseis por ser um vetor energético de fontes limpas e renováveis. Entretanto, sua utilização ainda é dependente do desenvolvimento de sistemas de armazenamento e transporte seguros e eficientes. Uma forma eficiente para o armazenamento de H2 é no do estado sólido através de hidretos metálicos. Ligas multicomponentes do sistema Ti-V-Nb-Cr, por exemplo, são capazes de reagir reversivelmente com o H2 formando hidretos capazes de armazenagem cerca 3 %p. de H. Porém, quando estas ligas ficam expostas ao ar por longos períodos, faz-se necessária a realização de procedimentos de ativação para que a liga seja capaz de absorver hidrogênio. O procedimento de ativação mais amplamente empregado para ligas multicomponentes consiste no aquecimento da amostra em temperaturas acima de 300 ºC sob vácuo dinâmico por algumas horas. Nesse contexto, nosso grupo foi o pioneiro em reportar um novo método que utiliza laser pulsado para ativação de ligas para armazenagem de hidrogênio, denominado de PLA (do inglês, Pulsed Laser Activation). Entretanto, os mecanismos envolvidos na interação laser-matéria durante o método de PLA ainda são pouco compreendidos. Assim, este projeto de mestrado tem como principal objetivo o estudo das alterações físico-químicas superficiais advindas do método PLA em amostras dos elementos puros Ti, V, Nb e Cr e de uma liga deste sistema. As propriedades de hidrogenação destes materiais após exposição ao ar, após ativação térmica e após ativação por PLA serão investigadas. As amostras em diferentes condições serão caracterizadas por técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV), difração de raios-X (DRX), espectroscopia de fotoelétrons por raios-X (XPS) e espectroscopia por UV-Vis. Os dados de caracterização estrutural serão analisados e confrontados com as propriedades de hidrogenação dos materiais, com a finalidade de compreender os mecanismos envolvidos no processo de PLA.