Otimização Multicritério e Modelagem Computacional Aplicadas ao Desenvolvimento de Hidretos Metálicos Ti-V-Nb-Cr para Armazenamento Sustentável de Hidrogênio.

• Processo: 25/16479-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2025
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2026
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Metalurgia Física
• Pesquisador responsável: Ricardo Floriano
• Beneficiário: Lucas Yakira Guilger Okumura
• Instituição Sede: Faculdade de Ciências Aplicadas (FCA). Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). Limeira , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/03024-7 - Estrutura, processamento e propriedade de ligas multicomponentes avançadas para as aplicações biomédicas e armazenagem de energia, AP.PNGP.PI
• Assunto(s): Armazenamento de hidrogênio Hidretos metálicos Ligas de múltiplos elementos principais Armazenamento de energia
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Análise Multicritério de Decisão | armazenagem de hidrogênio | Hidretos metálicos | ligas multicomponentes | Modelamento termodinâmico | viabilidade técnica e econômica | Armazenamento de Energia

Resumo

As ligas multicomponentes (LMCs) são materiais que oferecem significativa flexibilidade composicional, o que lhes confere grande potencial para o desenvolvimento de materiais com controle aprimorado de propriedades. Isso inclui materiais funcionais, como os hidretos metálicos (HMs), utilizados na armazenagem e transporte de hidrogênio. No entanto, projetar LMCs que resultem em HMs com propriedades otimizadas e competitivas para aplicações específicas ainda é um desafio complexo e custoso, tradicionalmente baseado na experimentação. Neste projeto de pesquisa, propõe-se o desenvolvimento e integração de metodologias computacionais para o estudo da viabilidade de LMCs com potencial para armazenagem de hidrogênio em estado sólido em sistemas reais. Propõe-se inicialmente o emprego de modelamento termodinâmico para correlacionar a composição de ligas do sistema Ti-V-Nb-Cr com às propriedades da reação metal-hidrogênio que determinam as condições operacionais dos HMs. As composições selecionadas por meio do modelamento serão avaliadas com o apoio de Análise Multicritério de Decisão (MCDA), considerando critérios técnicos e econômicos reconhecidos como essenciais para a viabilidade de sistemas de armazenagem de hidrogênio à base de HMs. A partir das análises de decisão multicritério, será selecionada uma composição de interesse que atenda aos requisitos técnicos propostos.Essa liga será inicialmente fabricada com elementos de alta pureza, com o objetivo de validar a eficácia da metodologia na definição de composições promissoras. Em seguida, será produzida uma segunda amostra utilizando elementos de menor pureza, com o objetivo de avaliar a redução de custos associada à matéria-prima e os impactos dessa escolha sobre odesempenho do material.