Ligas de alta entropia inovadoras para armazenagem eletroquímica de hidrogênio

• Processo: 24/02127-2
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2027
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Raphael Nagao de Sousa
• Beneficiário: Rafael Galiza Yoshimura
• Instituição Sede: Instituto de Química (IQ). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Campinas , SP, Brasil
• Empresa: Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Instituto de Química (IQ)
• Vinculado ao auxílio: 17/11986-5 - Geração e Armazenamento de Novas Energias: trazendo desenvolvimento tecnológico para o país, AP.PCPE
• Assunto(s): Armazenamento de hidrogênio Espectroscopia de impedância eletroquímica Ligas de alta entropia Eletroquímica
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: armazenagem de hidrogênio | bateria de níquel-hidreto metálico | espectroeletroquímica | Ligas de Alta Entropia | Eletroquímica

Resumo

A armazenagem eletroquímica de hidrogênio no estado sólido em ligas de alta entropia possibilita obter elevada densidade de energia volumétrica, em comparação com os métodos disponíveis de armazenagem do hidrogênio em tanques na forma líquida ou comprimido. Além de ser um método eficiente e economicamente viável, pode ser realizado à baixas temperaturas e pressões, o que traz maior segurança e facilidade na operação. Esta proposta de doutorado tem como objetivo principal desenvolver e avaliar o comportamento de ligas originais de alta entropia com estrutura fase de Laves C14 oriundas dos sistemas: Zr33(CrFeMnNi)67, Zr33Cr22Mn15Fe25Ni5 e (ZrCrMnFe)100-xNix no armazenamento eletroquímico de hidrogênio. As propriedades de armazenagem das ligas serão avaliadas por ensaios eletroquímicos em solução alcalina, utilizando técnicas de polarização potenciodinâmica, espectroscopia de impedância eletroquímica, carregamento galvanostático e descarregamento potenciostático. As alterações estruturais causadas nos eletrodos devido aos ciclos de hidrogenação e desidrogenação eletroquímica serão analisadas por Microscopia Eletrônica de Varredura (SEM), espectroscopia de fotoelétrons de raios-X (XPS) e Difração de Raios-X (XRD) como também por análises in-situ de Absorção de Raios-X (XAS), usando radiação síncrotron. Uma parte do desenvolvimento desta tese de doutorado deverá envolver o desenvolvimento de células espectroeletroquímica com diferentes designs a fim de otimizar as medidas pelas diferentes técnicas e compreender assim os mecanismos das reações.