Determinación de propiedades termodinámicas de materiales formadores de hidruro

M.V. BLANCO; E.M. BORZONE; A. BARUJ; G. O. MEYER

Santa Fe

Congreso; 14° Congreso de las Sociedades Argentina y Chilena de Materiales (SAM/CONAMET 2014), XIII Congreso Iberoamericano de Metalurgia y Materiales (Iberomat 2014) y XIII Simposio MATERIA; 2014

Sociedad Argentina de Materiales

Los materiales formadores de hidruros (MFH) son de enorme interés para aplicaciones en la tecnología del hidrógeno. La presión, temperatura y calor involucrado en la reacción, la histéresis asociada y la cantidad de hidrógeno reaccionante son propiedades que deben ser obtenidas para caracterizarlos y diseñar equipos para aplicaciones. Usualmente, las propiedades termodinámicas se obtienen a partir de mediciones de isotermas presión-composición (PCI) utilizando técnicas tipo Sieverts. La finalidad es medir la dependencia presión-composición de hidrógeno a una temperatura dada para obtener puntos de equilibrio {Peq,T}. Cada isoterma provee un punto a la relación, usualmente obtenido de la presión a la mitad del proceso, permitiendo construir un gráfico de van´t Hoff a partir del cual se obtienen los valores de cambio de entalpía y entropía por la reacción de hidruración/deshidruración y la histéresis entre ellos. La medición completa consume hidrógeno puro y requiere atención durante largo tiempo. Se propone un método que permite la determinación de estas propiedades termodinámicas de manera más simple, económica y rápida. Se coloca una muestra de MFH con la mitad de la misma en fase hidruro en un recipiente cerrado y de volumen constante. Al calentar (enfriar) la muestra se promoverá la descomposición (formación) de fase hidruro, liberando (capturando) hidrógeno hasta que la presión en el exterior resulte la de equilibrio a esa nueva temperatura, resultando un punto {Peq,T}. La elección adecuada de masa de MFH y volumen de la cámara posibilita que en todo el rango térmico de medición la fracción de hidruro presente no se modifique significativamente. Así, se puede obtener directamente el gráfico de van´t Hoff en absorción (desorción) cuando se utilice una rampa de enfriamiento (calentamiento). El método fue evaluado en mediciones realizadas en 1000 g del intermetálico LaNi5 en el rango de temperatura de (20-90) °C. Presentamos los resultados y su análisis comparativo con el método estándar.