Caracterización de membranas usadas compuestas de Paladio-Plata sobre acero inoxidable poroso sintetizadas

L.BOSKO, D. YEPES, S. IRUSTA, L.M.CORNAGLIA, E.A. LOMBARDO

San Luis, Argentina.

Congreso; XXVI Congreso Argentino de Química; 2006

Las membranas selectivas al hidrógeno han sido foco de intensivas investigaciones en los últimos años. Sus aplicaciones potenciales incluyen separación y recuperación de hidrógeno de gases de proceso, purificación de hidrógeno, uso en celdas de combustible y reactores de membrana. Los reactores de membrana tienen la ventaja de combinar reacción química y separación en una sola unidad, se ha verificado además una conversión superior a la de equilibrio, obteniendo adicionalmente, una elevada pureza de hidrógeno. El hidrógeno difunde selectivamente en paladio, sin embargo, por debajo de 300ºC el paladio puro forma el hidruro (Pd-H), produciéndose resquebrajamientos como resultado de la expansión de la red, debido a transiciones a_b de este hidruro. Las aleaciones de Pd con metales del grupo IB y VIIIB al film, tales como Ag, Cu, Ni, con estructuras cúbicas centradas en la cara (fcc) y cúbicas centrada en el cuerpo (ccc) no forman el hidruro a temperatura ambiente, mejorando así la estabilidad de las películas. Poseen además las ventajas de aumentar la permeación de hidrógeno  y ser factibles de operar a mayores temperaturas. El alto costo, el bajo flujo de hidrógeno y la resistencia mecánica pueden mejorarse depositando la película metálica sobre un soporte poroso, tal como alúmina, soportes vítreos o acero inoxidable. El acero inoxidable posee un coeficiente de expansión térmica casi idéntico al paladio, asegurando excelente resistencia mecánica durante los ciclos térmicos. Para reducir la difusión intermetálica de componentes del soporte a la película y asegurar de este modo, alta performance de las membranas, se recurre a la incorporación de una barrera difusiva, ésta puede obtenerse mediante oxidación in-situ del soporte, deposición de alúmina, óxido de zirconio y otros. En este trabajo se presenta la caracterización de membranas de Pd-Ag (23% atómico)tratadas a altas temperaturas 500 – 600ºC en flujo de hidrógeno, por más de 60 horas. Estas membranas fueron sintetizadas por deposición autocatalítica, empleando a- Fe2O3 y g-Al2O3 como barreras difusivas y se caracterizaron mediante, Difracción de Rayos “X” (DRX), Microscopía Electrónica de Barrido (SEM), Microanálisis de Rayos “X” por sonda de electrones (EPMA) y Microscopía de Fuerza Atómica (AFM).