Título

MECANO-SÍNTESE DE PÓS NANOCRISTALINOS À BASE DE Mg2FeH6

MECHANOSYNTHESIS OF Mg2FeH6 – BASED NANOCRYSTALLINE POWDERS

Autoria

Leiva, Daniel Rodrigo; Villela, André Castro Souza; Ishikawa, Tomaz Toshimi; Filho, Walter José Botta

DOI

10.5151/2594-5327-0405

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Resumo

O hidreto complexo Mg2FeH6 apresenta a mais elevada densidade volumétrica de hidrogênio conhecida, de 150 kg/m , oferecendo uma alternativa mais segura e eficiente à armazenagem de H2 na forma líquida ou gasosa. Entretanto, este hidreto não pode ser sintetizado facilmente como material monofásico. No presente trabalho, buscou-se obter maior controle da síntese de Mg2FeH6 por moagem reativa sob atmosfera de hidrogênio. Misturas de magnésio e ferro foram moídas sob pressão de H2 segundo diferentes condições de processamento. Os parâmetros estudados foram: tipo de moinho, tipo de reagente (micro ou nanocristalinos) e tempo de moagem. O efeito de pequenas adições do composto protetor de superfície MgF2 também foi investigado. A análise estrutural das misturas moídas foi realizada por difração de raios-X (DRX) e microscopia de eletrônica de varredura (MEV). O comportamento de dessorção de hidrogênio foi avaliado por calorimetria diferencial de varredura (DSC). Uma maior proporção do hidreto complexo Mg2FeH6 foi obtida para as misturas moídas utilizando o moinho planetário. Verificou-se que a utilização de reagentes microcristalinos, assim como a adição de MgF2, favorece a formação de Mg2FeH6. Em misturas contendo ambos os hidretos MgH2 e Mg2FeH6, uma maior proporção deste último ocasiona um abaixamento da faixa de temperaturas de dessorção de hidrogênio. A correlação dos resultados encontrados revela aspectos novos da síntese de nanocompósitos à base de Mg2FeH6 visando a armazenagem segura e eficiente do hidrogênio.

 

The complex hydride Mg2FeH6 presents the highest known volumetric density of hydrogen (150 kg/m3) offering a safer and more efficient alternative than the gaseous or liquid H2 storage. However, this hydride cannot be easily synthesized as single phase material. In the present work, it was aimed to obtain a better control of Mg2FeH6 synthesis by reactive milling under hydrogen atmosphere. Magnesium and iron mixtures were milled under H2 pressure with different processing conditions. The studied parameters were: type of mill, form of reactants (micro or nanocrystalline) and milling time. The effect of small additions of the surface protective compound MgF2 was also investigated. Structural characterization of the milled mixtures was performed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The hydrogen desorption behavior was evaluated by differential scanning calorimetry (DSC). A higher proportion of the complex hydride Mg2FeH6 was obtained for the milled mixtures using the planetary mill. It was verified that the use of microcrystalline reactants, as well as of the MgF2 additions, favors the Mg2FeH6 formation. In the mixtures containing both the hydrides MgH2 e Mg2FeH6, a higher proportion of the latter promotes a decrease in the H-desorption temperature range. The correlation of the results obtained reveals new aspects of the synthesis of Mg2FeH6 – based nanocomposites for safe and efficient hydrogen storage.

Palavras-chave

Armazenagem de hidrogênio; Moagem reativa; Nanocompósitos; Mg2FeH6.

Hydrogen storage; Reactive milling; Nanocomposites; Mg2FeH6.