Adaptando as Propriedades Estruturais e de Armazenamento de Hidrogênio de Ligas de Alta Entropia para Aplicações de Armazenamento de Hidrogênio

• Processo: 24/07437-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Mestrado
• Data de Início da vigência: 02 de janeiro de 2025
• Data de Término da vigência: 01 de abril de 2025
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Ricardo Floriano
• Beneficiário: Igor Spegiorin Vicente
• Supervisor: Sabrina Sartori
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Aplicadas (FCA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Limeira , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: University of Oslo (UiO), Noruega
• Vinculado à bolsa: 23/09126-9 - Design, Síntese e Caracterização das Propriedades de Armazenamento de Hidrogênio em Ligas Multicomponentes do Sistema TiZrNbCrNiCo e TiZrVFeNi, BP.MS
• Assunto(s): Armazenamento de hidrogênio Método CALPHAD Difração por raios X Ligas de alta entropia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: armazenagem de hidrogênio | Calphad | difração de raios-X | Eletrolisador de Membrana de Troca de Prótons | Ligas de Alta Entropia | Armazenagem de Hidrogênio

Resumo

Com as crescentes mudanças climáticas e a necessidade de se migrar para soluções energéticas sustentáveis, este projeto, em colaboração com o Grupo de Sistemas de Armazenamento de Energia da Universidade de Oslo (UiO), na Noruega, tem como objetivo explorar Ligas de Alta Entropia (HEAs) para melhorar as capacidades de armazenamento de hidrogênio, especialmente visando operações em baixas temperaturas e pressões. Ao focar nos sistemas TiZrVFeNi e TiZrNbCrNiCo, o projeto busca identificar HEAs promissores com diferentes configurações de microestruturas: i) HEAs com alta tendência a formar fase única intermetálica do tipo laves C14; ii) HEAs com presença de estrutura bifásica BCC+C14 laves. Para nortear o design das ligas, a metodologia será centrada em parâmetros semi-empíricos e cálculos termodinâmicos (método CALPHAD), executados no software Thermocalc. As ligas serão sintetizadas por meio de fusão a arco, com a posterior caracterização de suas propriedades estruturais e microestruturais utilizando DRX e MEV/EDS. As propriedades de armazenamento de hidrogênio serão investigadas por meio de cinética, medições de ciclagem, isotermas PCT e DRX in-situ. Além disso, o projeto visa avaliar as HEAs selecionadas em cenários do mundo real utilizando um eletrolisador de membrana de troca de prótons (PEM) acoplado a um compressor de hidreto metálico PARR, que é uma abordagem inovadora na pesquisa de HEA. Ao aproveitar instalações de pesquisa de ponta e colaborações interdisciplinares na Universidade de Oslo, o projeto antecipa ganhos acadêmicos significativos, incluindo novas percepções sobre tendências atuais e futuras na pesquisa de energia renovável, bem como oportunidades de desenvolvimento pessoal e profissional em um ambiente internacional.