Desenvolvimento de nanocompósitos à base de Mg armazenadores de hidrogênio processados por moagem de alta energia.

• Main Author: Castro, José Fernando Ribeiro de
• Other Authors: Ishikawa, Tomaz Toshimi
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de São Carlos 2016
• Subjects: Hidretos; Sistema Mg-Nb; Sistema Mg-MgF2; Catalisadores de superfície; ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
• Online Access: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/652

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:09:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseJFRC.pdf: 4478992 bytes, checksum: 4f9821b5fc063c6231c9f93eaa83d7ab (MD5) Previous issue date: 2003-10-29 === Universidade Federal de Minas Gerais === In the present work, Mg based nanocomposites were developed in the following systems: Mg TM, MgH2 TM, MgH2 MgF2 e MgH2 TM MgF2 (where TM means transition metal). The nanocomposites were processed by high energy ball milling and the obtained powders were characterized by in-situ X-ray diffraction during heating, transmission and scanning electron microscopy and differential scanning calorimetry. The microstructural evolution during heating of the MgH2 + 5%at%Nb was monitored by in-situ X-ray diffraction. It was concluded that the NbH/MgH2 and Nb/MgH2 nanointerfaces play major role on the hydrogen adsorption. These nanointerfaces act as fast diffusion paths or diffusion short circuits. The contribution of the thermodynamic attraction of these interfaces on hydrogen and its influence on sorption are also discussed. Both thermodynamic and kinetic effects accelerated the hydrogen desorption by the Mg-Nb composite. Based on the above, a mechanism for hydrogen desorption by the Mg-Nb by the Mg-Nb nanocomposite was proposed. It was observed that MgF2 greatly improved the desorption kinetics of hydrogen in the MgH2-MgF2 nanocomposite, showing it catalytic effect. The best result concerning the hydrogen desorption kinetics was for the [MgH2]90[MgF2]10 (wt %) nanocomposite. The on set desorption temperature of this nanocomposite was 253ºC. It was concluded that hydrogen diffuses through the MgH2/MgF2 nanointerfaces (fast diffusion paths). In this way, the hydrogen desorption kinetics was improved by the action of these nanointerfaces. === Neste trabalho foram desenvolvidos nanocompósitos para armazenagem de hidrogênio dos sistemas: Mg MT, MgH2 MT, MgH2 MgF2 e MgH2 MT MgF2 (onde MT significa metal de transição). Todos os nanocompósitos foram processados por MAE (moagem de alta energia) e os pós obtidos tiveram suas características morfológicas, estruturais e de dessorção de H2 investigadas por meio das técnicas de difração de raios-X in situ durante o aquecimento da amostra, microscopia eletrônica de varredura e transmissão e calorimetria diferencial de varredura. A evolução microestrutural do nanocompósito MgH2 + 5%at.Nb foi analisada por difração de raios-X in situ durante aquecimento. Foi concluído que as nanointerfaces NbH/MgH2 e Nb/MgH2 agem como caminhos de alta difusão ou curto circuitos difusionais. Além disso, é discutida a termodinâmica do hidrogênio por essas interfaces. A melhoria nas características de dessorção de H2 no nanocompósito Mg-Nb é explicada tanto pelos fatores cinéticos quanto pelos termodinâmicos. A partir daí foi proposto um mecanismo que descreve a dessorção do sistema Mg-Nb. Nos compósitos à base de MgH2 MgF2 foi possível constatar a efetividade catalítica do MgF2 no MgH2. O melhor resultado de cinética de dessorção do hidrogênio foi obtido com o nanocompósito [MgH2]90[MgF2]10 (%em massa). A temperatura de inicio da decomposição do hidreto de Mg foi de 253ºC. Foi concluído que no nanocompósito MgH2-MgF2 o hidrogênio penetra através das nanointerfaces MgH2/MgF2 (caminhos de alta difusividade e livre de óxidos), assim promovendo a aceleração da cinética de dessorção do nanocompósito.