Título

ARMAZENAGEM DE HIDROGÊNIO EM NANOCOMPÓSITOS DE HIDRETOS DE MAGNÉSIO

HYDROGEN STORAGE IN NANOCOMPOSITES OF MAGNESIUM HYDRIDES

Autoria

Filho, Walter José Botta; Leiva, Daniel Rodrigo; Castro, José Fernando Ribeiro de; Junior, Alberto Moreira Jorge; Ishikawa, Tomaz Toshimi

DOI

10.5151/2594-5327-0303

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Resumo

A utilização de hidrogênio para fins energéticos deverá ser fundamental para a diminuição dos problemas ambientais decorrentes da queima de combustíveis fósseis. Deste modo, a armazenagem do hidrogênio através de hidretos metálicos tem grande interesse tecnológico. Neste trabalho foram produzidos nanocompósitos de MgH2, através de moagem reativa (em que a mistura Mg – catalisador é moída sob atmosfera de hidrogênio) contendo adições de diferentes catalisadores (MgF2, Fe e FeF3) com o objetivo de diminuir as temperaturas de absorção e dessorção de H2 característica do MgH2. Os resultados de moagem reativa foram comparados a resultados anteriores de moagem convencional (em que a mistura MgH2–catalisador é moída sob atmosfera de argônio). Os nanocompósitos foram caracterizados por difração de raios-X, microscopia eletrônica de transmissão e calorimetria diferencial de varredura. As propriedades de absorção e dessorção de hidrogênio dos nanocompósitos à base de MgH2 apresentaram melhorias importantes com a adição de pequena fração de nanopartículas de metais de transição ou de seus fluoretos. O efeito catalítico foi associado à presença de nanopartículas de Fe e de MgF2. O efeito do MgF2 é o de proteger a superfície do MgH2 contra oxidação ou formação de hidróxidos. Já o efeito catalítico do metal de transição está provavelmente associado à atração do hidrogênio para a interface MgH2-metal de transição, um mecanismo ainda não totalmente esclarecido, que pode estar associado às características destas interfaces.

 

The use of hydrogen for energy applications should be fundamental for the solution of the present environmental problems caused by fossil fuels burning. In this context hydrogen storage through metallic hydrides has great technological interest. In our work we have produced MgH2 nanocomposites through reactive milling (in which a mixture of Mg - catalyst is milled under hydrogen atmosphere), containing additions of different catalysts (FeF3, MgF2, Fe) with the objective of H- sorption temperature decreasing. The results obtained from reactive milling were also compared with previous results of conventional high-energy ball milling (where the mixture MgH2–catalyst is milled under argon atmosphere). The nanocomposites were characterised by X-ray diffraction, transmission electron microscopy and differential scanning calorimetry. The hydrogen absorption and desorption properties of the MgH2-based nanocomposite presented important improvements with the addition of small fraction of nanoparticles of transition metal or its fluorides. The catalytic effect was associated to presence of Fe and MgF2 nanoparticles. The effect of MgF2 is to protect the MgH2 surface against oxidation or formation of hydroxides. The catalytic effect of the transition metal, in attracting the hydrogen for the interface MgH2-transition metal, is not still totally explained and it could be associated to these interface characteristics.

Palavras-chave

Nanocompósitos; Armazenagem de hidrogênio; Hidretos metálicos.

Nanocomposites; Storage of hydrogen; Metal hydrides.