Avaliação de cavacos e peças com granulação fina da liga Al-10%Zn na geração de hidrogênio

• Processo: 24/06680-8
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de setembro de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: José Eduardo Spinelli
• Beneficiário: João Guilherme Michelotto Braghin
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Hidrogênio Microestruturas Solidificação Solidificação de metais e ligas
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Al-Zn | Hidrogênio | microestrutura | Solidificação | Solidificação de metais e ligas

Resumo

O estudo da solidificação de ligas ativas eletroquimicamente, com variação pré-programada das suas microestruturas e morfologias pode ser fundamental na prospecção de maior volume de hidrogênio. O parâmetro fundamental de controle da microestrutura nesse caso é a taxa de resfriamento associada à solidificação. Atualmente sabe-se ser altamente insustentável a continuidade da combustão de combustíveis fósseis, suprindo mais de 80% do consumo global de energia primária. Esse cenário abre oportunidade para o hidrogênio surgir como um facilitador crítico dos processos de transição energética, uma vez que é capaz de produzir altas densidades de energia, com pouco ou nenhum impacto ambiental. Dois pontos necessitam de maior investigação, e para tanto foi escolhida uma liga bastante ativa como a liga Al-10%Zn: i. Aplicação de cavacos com diferentes microestruturas de partida, quais sejam mais grosseiras e mais refinadas, na forma de briquetes reciclados e ii. Emprego de peças com granulometria bem refinada produzidas por solidificação rápida. Os resultados podem gerar avanços importantes no que tange a sustentabilidade e viabilidade de geração de hidrogênio verde ou quase verde, podendo impulsionar setores como naval, petróleo, gás, metalurgia, energia e transporte. As técnicas de solidificação transitória e solidificação centrífuga em molde de cobre serão utilizadas para produzir peças da liga Al-10%Zn, usinadas posteriormente na forma de discos. Também serão extraídos cavacos com diferentes escalas dendríticas (ou tamanhos de grão), os quais serão usados para produzir briquetes a verde também na forma de discos por compactação. A caracterização incluirá metalografia, microscopia óptica e eletrônica (MEV), EDS, e DRX, identificando/quantificando fases, e morfologias das microestruturas dos discos gerados nas condições já mencionadas. A taxa de corrosão e a produção de H2 serão avaliadas por meio de um reator de hidrólise do Al utilizando NaOH como eletrólito. O projeto visa compreender a microestrutura, taxa de corrosão e taxa de hidrogênio em produtos alternativos da liga Al-10%Zn mais sustentáveis, preenchendo uma lacuna em direção ao uso verde do hidrogênio.