Síntesis y propiedades de almacenamiento de hidrógeno de una nueva fase cloruro-amiduro

L. FERNÁNDEZ-ALBANESI; S. GARRONI; S. ENZO; P. ARNEODO LAROCHETTE; F. C. GENNARI

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica (AAIFQ); 2015

Asociación Argentina de Inv. Fisicoquímica y Química Inorgánica

El almacenamiento de hidrógeno en una matriz sólida es una de las estrategias más prácticas para aplicaciones en medios de transporte, debido a la alta eficiencia volumétrica y al empleo de condiciones menos severas y más seguras respecto de otras alternativas. En este tipo de aplicaciones, la demanda de sistemas de almacenamiento de hidrógeno con alta capacidad ha dirigido el interés hacia el desarrollo de nuevos hidruros multicomponentes. En particular, la mezcla de amiduro de litio (LiNH2) con hidruro de litio (LiH) es capaz de almacenar 6,5% en peso de hidrógeno en forma reversible mediante la siguiente reacción LiNH2 + LiH ↔ Li2NH + H2. Sin embargo, tanto la temperatura como la velocidad de desorción no son aún adecuadas, por lo que las investigaciones están dirigidas a superar estas limitaciones.En este trabajo se presenta la síntesis y las condiciones experimentales que favorecen la formación de una nueva fase cloruro-amiduro perteneciente al sistema Li-Al-N-H-Cl. Este material es capaz de almacenar reversiblemente hidrógeno a temperaturas entre 200-300 °C, con velocidades mejoradas respecto del sistema LiNH2-1,6LiH (Fig. 1A). Para ello se prepararon mezclas mecánicas de LiNH2-0,11AlCl3 y LiNH2-1,6LiH-0,11AlCl3 en atmósfera de argón y se sometieron las muestras a diferentes tratamientos térmicos, modificando la temperatura y la atmósfera (argón o hidrógeno). La molienda mecánica de LiNH2-0,11AlCl3 y de LiNH2-1,6LiH-0,11AlCl3 induce la formación de una solución sólida FCC con parámetro de red a=10,457 Å (Fig. 1B, curva a). Posterior tratamiento térmico en argón (150 °C) o hidrógeno (300°C y 0.7 MPa de hidrógeno, ver Figure 1B, curva b) favorece la aparición de nuevos picos de difracción que pueden ser indexados con el grupo espacial R3. A partir de un estudio detallado de combina difracción de rayos X, espectroscopia de infrarrojo, calorimetría diferencial de barrido, termogravimetría y mediciones volumétricas, se clarificó el proceso de formación de la nueva fase Li3Alx(NH2)3Cl3x. Se analiza el comportamiento térmico de la fase Li3Alx(NH2)3Cl3x en presencia y en ausencia de LiH, y las propiedades de almacenamiento de hidrógeno del material resultante.