Almacenamiento de hidrógeno en materiales en base Mg con la adición de pequeñas cantidades de LiBH4 y haluros de Fe (FeF3 y FeCl3)
| Main Author: | Julián Puszkiel |
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| Format: | Proceeding poster |
| Bahasa: | spa |
| Terbitan: |
, 2020
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| Subjects: | |
| Online Access: |
https://zenodo.org/record/4033856 |
Daftar Isi:
- La elevada estabilidad termodinámica del MgH2 (∆H = 74 kJ/mol H2) resulta en una temperatura de liberación de hidrógeno de ~ 300 oC a 1 atm. [1]. Las restricciones cinéticas que se dan durante los procesos de deshidruración del MgH2 en condiciones dinámicas, causan que la temperatura de desorción aún más elevada y que los tiempos requeridos para la desorción sean largos. La hidruración del Mg también presenta el inconveniente de que requiere tiempos largos y no es completa [2]. Por estos motivos, se ha centrado la atención en mejorar al MgH2 mediante la reducción de tamaños por molienda mecánica (MM) y la adición y dispersión homogénea de catalizadores, con el fin de lograr capacidades y velocidades de absorción-desorción superiores [2–6]. En el presente trabajo se estudian materiales en base Mg con el agregado de LiBH4, Fe, FeF3 y FeCl3. La adición de LiBH4 al Mg durante el proceso de MM posibilita reducir notablemente los tamaños de aglomerados de Mg y también genera pequeños orificios que mejoran la difusión del hidrógeno durante el proceso de hidruración [7, 8]. Esto permite alcanzar mayores capacidades de almacenamiento de hidrógeno sin modificar las propiedades termodinámicas del sistema Mg–H. Sin embargo, la liberación de hidrógeno a temperaturas relativamente bajas (≤ 300 oC) es lenta. Es por ello que se intenta mejorar las características cinéticas de un material compuesto por Mg y pequeñas cantidades de LiBH4 mediante la adición de FeF3 y FeCl3. Los dos haluros de Fe reaccionan con el LiBH4 durante el proceso de molienda y durante la absorción – desorción de hidrógeno formando FeB. Adicionalmente, a partir de los resultados experimentales se infiere que la formación “in-situ” del MgH2 en la MM, permite la reducción adicional de los tamaños de aglomerados de Mg a valores de entre 5 – 50 μm en el caso de un material compuesto por Mg–10LiBH4–5FeCl3. Esta reducción de tamaños adicional junto con la dispersión de FeB, el cual podría tener propiedades catalíticas, reduce la energía de activación para la liberación de hidrógeno en ~ 20 kJ/mol H2 respecto del Mg molido e hidrurado. Esto resulta en cinéticas de desorción más veloces con capacidades de almacenamiento de hidrógeno reversibles de ~ 5 % p/p a 275 oC. Referencias [1] J.F. Stampfer, C.E. Holley, J.F. Suttle, The Magnesium-Hydrogen System. J. Am. Chem. Soc. 82–7, 3504– 3508, 1960. [2] Zaluska, A., Zaluski, L., Ström-Olsen, J.O., Nanocristalline magnesium for hydrogen storage. J. alloys Compd. 288, 217–225, 1999. [3] Bläsius, A., Gonser, U., Mössbauer surface studies on TiFe hydrogen storage material. Appl. Phys. 22, 331–332, 1980. [4] Welter, J.-M., Rudman, P.S., Iron catalyzed hydriding of magnesium. Scripta Metallurgia 16, 285–286, 1982. [5] Liang, G., Huot, J., Boily, S., Van Neste, A., Schulz, R., Caralytic effec of transition metals on hydrogen sorption in nanocrystalline ball milled MgH2 – Tm (Tm=Ti, V, Mn, Fe and Ni) systems. J. alloys Compd. 292, 247–252, 1999. [6] Hanada, N., Ichikawa, T., Fujii, H., Catalytic Effect of Nanoparticle 3d-Transition Metals on Hydrogen Storage Properties in Magnesium Hydride MgH2 Prepared by Mechanical Milling. J. Phys. Chem. B, 109, 7188, 2005. [7] Puszkiel, J.A., Gennari, F.C., Reversible hydrogen storage in metal-doped Mg–LiBH4 composites. Scr. Mater., 60, 667–670, 2009. [8] Puszkiel, J. A. (2012) Preparación, estudio y optimización de hidruros complejos para almacenamiento de hidrógeno. / Preparation, study and optimization of complex hidrides for hydrogen storage. Tesis Doctoral en Ciencias de la Ingeniería, Universidad Nacional de Cuyo, Instituto Balseiro. http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/328/