Estudo das causas da histerese em curvas Pressão-Composição-Isoterma e da perda de capacidade de armazenagem de hidrogênio durante a ciclagem em ligas multicomponentes cúbicas de corpo centrado

• Processo: 24/16147-5
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2025
• Data de Término da vigência: 31 de julho de 2028
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Guilherme Zepon
• Beneficiário: Gabriela Chimello Mayer Dias
• 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 Hidretos metálicos Histerese Ligas de múltiplos elementos principais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: armazenagem de hidrogênio | Ciclabilidade | Hidretos metálicos | Histerese | ligas multicomponentes | Armazenagem de hidrogênio

Resumo

Diante das preocupações com as reservas finitas dos combustíveis fósseis e seus impactos ambientais, o hidrogênio surge como uma alternativa promissora. No entanto, garantir seu armazenamento seguro e eficiente é um desafio. Nesse contexto, os hidretos metálicos se destacam por permitir a armazenagem de hidrogênio no estado sólido e em baixas pressões. As ligas multicomponentes cúbicas de corpo centrado (CCC) são notáveis pela pela flexibilidade em variar suas propriedades através de ajustes composicionais. Apesar dos avanços na otimização das condições de operação, dois problemas ainda não foram solucionados e não são completamente compreendidos: a histerese nas curvas pressão-composição-isoterma (PCI), que resulta em uma pressão de absorção superior à de dessorção e causa uma perda de eficiência termodinâmica, e a diminuição da capacidade de armazenagem de hidrogênio com o número de ciclos de absorção e dessorção. Ambos os fenômenos parecem estar inter-relacionados, com a magnitude da histerese diminuindo conforme o número de ciclos aumenta. O objetivo deste projeto de doutorado é investigar e compreender as causas da histerese nas curvas PCI e da perda da capacidade de armazenagem de hidrogênio durante a ciclagem em ligas multicomponentes CCC por meio da combinação de ensaios de absorção de hidrogênio com técnicas de caracterização estrutural avançadas. Para isso, o sistema Ti-V-Nb-Cr será adotado como modelo. Resultados obtidos sob diferentes condições experimentais de ciclagem, medidas de primeira hidrogenação e diagramas PCT serão correlacionados com as mudanças estruturais observadas.