Título

PROPRIEDADES DE ARMAZENAMENTO DE HIDROGÊNIO DO COMPOSITO MG-FE-CNT PREPARADO POR MOAGEM, EXTRUSÃO À QUENTE E LAMINAÇÃO À FRIO

HYDROGEN STORAGE PROPERTIES OF MG-FE-CNT COMPOSITE PREPARED BY BALL MILLING, HOT-EXTRUSION AND COLD ROLLING

Autoria

Gisele Ferreira de Lima; Maria Regina Martins Triques; Juliana da Silva Pereira; Claudio Shyinti Kiminami; Walter José Botta Filho; Alberto Moreira Jorge Junior

DOI

10.5151/1516-392X-25110

Downloads

Baixar Artigo 205 Downloads

Resumo

Magnésio e suas ligas são promissores para armazenagem de hidrogênio devido à alta eficiência, boa reversibilidade, baixo custo e segurança. Entretanto, hidretos à base de Mg apresentam cinéticas de ab/dessorção lentas, temperaturas de operação muito altas, e alta reatividade ao ar para aplicação práticas. A moagem de alta energia (HEBM) combinada com o uso de catalisadores têm produzido nanocompósitos à base de Mg com cinéticas mais rápidas. Recentemente, processos termomecânicos e de deformação plástica severa (SPD) têm sido investigados para produzir nanocompósitos em volume com melhor resistência ao ar (processo de ativação) e que podem ser facilmente fabricados em escala industrial. No presente trabalho, amostras 2Mg-Fe foram misturadas com CNT (0-5%p.) por HEBM, e em seguida processadas por extrusão a quente (termomecânico) a 300oC e/ou laminação a frio (SPD) a temperatura ambiente. Pós com 0%p a 5%p. de CNT mostraram padrões de DRX muito similares indicando similares nanoestruturas. Todas as amostras puderam ser laminadas, mas somente amostras com menos que 2,0%p. de CNT puderam ser extrudadas, e submetidas pela combinação de extrusão-laminação. As propriedades cinéticas, medidas pelos métodos Sieverts e DSC, foram piores para as extrudadas, intermediárias para as extrudadas/laminadas e melhores para as somente laminadas. Nessas últimas, os picos de Bragg mostraram baixa intensidade e textura favorável ao longo de (002) no Mg, que possivelmente explicam esses resultados. Quanto maiores foram as quantidades de CNT melhores foram as propriedades (cinética e temperatura de dessorção).

 

Magnesium and its alloys are promising for hydrogen storage due to their high efficiency, good reversibility, low cost and safety. However, Mg based hydrides show slow sorption kinetics, too high operating temperatures, and high reactivity toward air for practical applications. The high energy ball milling (HEBM), combined with the use of catalysts have produced Mg based nanocomposites with faster kinetics. Recently, thermomechanical and Severe Plastic Deformation (SPD) processes have been investigated to produce bulky nanocomposites with better air resistance (activation process) and that could be easily scaled-up to industrial level. In the present work, 2Mg-Fe samples were mixed with CNT (0–5 wt%) by HEBM, and after mixing, processed by Hot-extrusion (thermomechanical) at 300oC and/or cold rolling (SPD) at room temperature. Powder with 0 to 5 wt% of CNT have shown very similar XRD patterns meaning similar nanostructures. All samples could be rolled, but only samples with less than 2.0 wt% of CNT could be extruded, and submitted by a combination of extrusion-rolling. The kinetic properties, measured by Sieverts and DSC methods, were worst for extruded, intermediate for extrusion/rolled and better to those only rolled samples. In this later, Bragg peaks have shown low intensities and favorable texture towards (002) in Mg, which possibly explains these results. The higher the amount of CNT the better the properties (kinetic and desorption temperature).

Palavras-chave

Armazenamento de hidrogênio; Hidretos à base de Mg; Extrusão a quente; Deformação plástica severa

Hydrogen storage; Mg based hydrides; Hot-extrusion; Severe plastic deformation