PROPRIEDADES DE ARMAZENAMENTO DE HIDROGÊNIO DAS LIGA MULTICOMPONENTES (Ti1+xV1Nb1-x)85Cr15 (x = 0.0, 0.2, 0.5, AND 0.8) PRODUZIDAS PELO PROCESSO DE FUSÃO A ARCO COM PROTEÇÃO GASOSA

• Processo: 25/01117-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
• Data de Início da vigência: 05 de outubro de 2025
• Data de Término da vigência: 04 de outubro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Guilherme Zepon
• Beneficiário: Vinícius Aranda
• Supervisor: Zlotea Claudia
• Instituição Sede: Centro de Ciências Exatas e de Tecnologia (CCET). Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Institut De Chimie Et Des Matériaux Paris-Est, França
• Vinculado à bolsa: 23/06050-1 - Produção de ligas multicomponentes para armazenagem de hidrogênio por fusão a arco com proteção gasosa: Uma solução para escalabilidade de produção., BP.DR
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Gas Shielded Electric Arc Melting Process | hydrogen storage properties | Multicomponent alloys production | hidretos metálicos e armazenagem de hidrogênio

Resumo

As mudanças climáticas negativas causadas pelos combustíveis fósseis impulsionaram o desenvolvimento de tecnologias que favorecem o uso de hidrogênio com baixa emissão de carbono. Os pesquisadores estão se concentrando em estratégias para produzir esse vetor energético de forma que não comprometa o setor e o meio ambiente. Como o hidrogênio é um gás de baixa densidade, seu armazenamento também é um desafio. Os hidretos metálicos são uma das principais soluções para o armazenamento de hidrogênio em estado sólido. As ligas multicomponentes e os intermetálicos podem ser projetados para formar hidretos metálicos que operam em qualquer condição de trabalho, ou seja, em diferentes níveis de pressão e temperatura. Nosso grupo de pesquisa desenvolveu ligas cúbicas de corpo centrado (CCC) multicomponentes para armazenar hidrogênio em temperatura ambiente, sob pressões moderadas e com boa reversibilidade. Lingotes de cerca de 5 a 20 g de ligas multicomponentes são frequentemente produzidos em fornos de fusão a arco. Esse processo garante uma boa homogeneização da composição e baixa contaminação do ar. Entretanto, é um processo demorado, que leva algumas horas para produzir alguns gramas de liga. Nesse projeto de doutorado, o doutorando propõe o desenvolvimento de uma rota de processos denominada Fusão a Arco com Proteção Gasosa (FAPG), que pode produzir rapidamente alguns gramas de ligas multicomponentes e intermetálicos para aplicações de hidrogênio em poucos minutos. O processo FAPG é uma rota promissora para produzir esses materiais em escala industrial, pois é barato de implementar e facilmente escalável. Neste projeto, estamos demonstrando que, quando o processo FAPG é usado para produzir ligas CCC para armazenamento de hidrogênio, a liga fundida absorve uma fração de N e O, resultando na formação de alguma fração da fase TiNxOy. A formação dessa fase não afeta a capacidade da liga de absorver/dessorver hidrogênio, mas altera a composição da fase CCC e o diagrama de pressão-composição-temperatura (PCT) da liga. Neste projeto BEPE, propõe-se a investigação das ligas multicomponentes (Ti1+xV1Nb1-x)85Cr15 com x = 0,0, 0,2, 0,5 e 0,8 produzidas pelo processo FAPG usando três conjuntos de parâmetros de processamento, com o objetivo de obter propriedades de armazenamento de hidrogênio semelhantes às da liga (TiVNb)85Cr15 sintetizada em forno de fusão a arco. Os lingotes serão avaliados experimentalmente e caracterizados estruturalmente no ICMPE em Thiais, França, durante o estágio BEPE.