Estudio del mecanismo de formación del sistema hidruro MgH2?Mg2FeH6 en condiciones de equilibrio

J. A. PUSZKIEL; F. COVA; P. ARNEODO LAROCHETTE; F. C. GENNARI

Santa Fe

Encuentro; VIII Reunión Anual de Cristalografía y Taller de Luz Sincrotrón; 2012

Univ. Nac. del Litoral

El hidruro complejo Mg2FeH6 presenta interesantes propiedades para el almacenamientotermoquímico de energía dado que posee una elevada entalpía de descomposición de 80 ± 7 kJ/mol H2 [1-3]. Adicionalmente el Mg y el Fe no son metales costosos lo cual hace factible la aplicación práctica de este hidruro complejo [3]. Sin embargo, la síntesis del Mg2FeH6 a partir de una mezcla física de polvos 2Mg-Fe (2:1 relación estequiométrica) presenta cierta complejidad por no existir un intermetálico Mg2Fe [4]. La aplicación de diversos métodos de preparación no ha posibilitado la síntesis del Mg2FeH6 de forma pura, sino la obtención del sistema hidruro MgH2-Mg2FeH6 más la presencia de Mg y Fe remanentes [3]. Mediciones in-situ XRD con radiación de sincrotrón en condiciones dinámicas (a 50 bar H2 y con rampa de temperatura desde 30 a 400 ºC) y a partir de una mezcla 2Mg-Fe mostraron que en una primera instancia se forma el MgH2 (215 ºC) y luego el Mg2FeH6 (350 ºC) [3]. El MgH2 es el precursor de la formación del Mg2FeH6 [5, 3]. El sistema hidruro MgH2-Mg2FeH6 presenta la particularidad de poseer una sola presión de equilibrio durante la absorción de hidrógeno (Fig. 1 (a)). Por otro lado, las presiones de equilibrio de descomposición del MgH2 y Mg2FeH6 son distintas (Fig. 1 (b)) [2, 3].En el presente trabajo se investiga el mecanismo de hidruración en condiciones de equilibrio del sistema MgH2-Mg2FeH6. Para llevar a cabo el estudio se emplean las técnicas: volumétrica (isoterma de presión-composición), XRD de laboratorio y calorimetría diferencial de barrido (DSC). Isotermas de presión-composición de absorción-desorción de hidrógeno a 400 ºC llevadas a cabo hasta distintas concentraciones de hidrógeno (1, 2, 3 y 4 % p/p H2) muestran que a partir de 3 % p/p H2 se obtienen plateaus de desorción correspondientes al MgH2 bien definidos, como el mostrado en la Fig. 1 (b). Análisis por XRD y DSC de muestras tomadas a distintas concentraciones de hidrógeno (1, 2 y 3 % p/p H2) durante la hidruración en condiciones de equilibrio a 400 ºC (Fig. 1 (a)), muestran que ambos hidruros MgH2 y Mg2FeH6 se forman desde el comienzo de la hidruración. Estos resultados sugieren que las condiciones dinámicas y de equilibrio resultan en distintos mecanismos formación del sistema hidruro MgH2-Mg2FeH6.