CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES FORMADORES DE HIDRURO A TEMPERATURAS SUBCERO

M. GENTILE; E.M. BORZONE; A. BARUJ; G. MEYER

CABA

Congreso; XLIV Reunión Anual de la Asociación Argentina de Tecnología Nuclear (AATN 2017); 2017

AATN

  El hidrógeno es utilizado como combustible limpio ya que los productos de su reacción con el oxígeno del aire resultan inocuos para el medio ambiente. Los materiales que reaccionan con el hidrógeno y forman fases hidruro (MFH) resultan una alternativa atractiva para almacenarlo con elevada densidad volumétrica a baja presión, facilitando la seguridad de los procesos involucrados. Más aún, la invariabilidad de la presión durante la reacción de formación del hidruro (carga) y descomposición del mismo (descarga) facilita su inclusión en procesos tecnológicos.  Una aplicación novedosa para el hidrógeno utilizado como combustible es su uso en explosiones controladas con el fin de promover avalanchas de nieve para minimizar el daño que podría producir un evento aleatorio. Hemos identificado diversas actividades que se realizan en un entorno de montaña donde este tipo de aplicación sería de utilidad: mantenimiento vial, explotación minera y sitios de práctica de deportes invernales. En particular, hemos mantenido contacto con la empresa Catedral Alta Patagonia SA (concesionaria del Cerro Catedral, Bariloche) para el desarrollo de un proceso y dispositivo que almacene hidrógeno en MFH y lo provea a presión adecuada (ligeramente superior a 100 kPa) a las temperaturas del medio (hasta -20°C). Dada la particularidad de la aplicación, la información existente sobre la operación de MFH en el rango térmico subcero es casi nula.  Hemos sugerido realizar el almacenamiento de hidrógeno en materiales de la familia AB5. Presentamos resultados de la caracterización de muestras de aleaciones preparadas en el laboratorio por fusión en horno de arco, de composición LaNi5, MmNi5 y MmNi5-xSnx (Mm: mischmetal). Se determinaron las propiedades de equilibrio y respuesta cinética de su reacción de absorción y desorción de hidrógeno a temperaturas entre -24°C y 40°C. La sustitución parcial de Mm por La, o de Ni por Sn en las aleaciones estudiadas logra reducir la presión de equilibrio permitiendo que la reacción de formación de hidruro se logre a presiones del orden de 1000 kPa y la de descomposición a presiones superiores a 100 kPa. Se obtuvieron los valores correspondientes a los cambios de entalpía ΔH y entropía ΔS para las reacciones en cuestión. Los resultados obtenidos harían posible la aplicación de estos materiales para la aplicación propuesta.