Participación de Li4(NH2)3BH4 en la deshidrogenación del material compuesto Mg(NH2)2-LiH.

G. AMICA; F. COVA; P. ARNEODO LAROCHETTE; F. C. GENNARI

Congreso; Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales, 16 SAM-CONAMET; 2016

SAM-CONAMET

El almacenamiento de hidrógeno es una de las barreras tecnológicas más desafiantes para el avance de la economía del hidrógeno. Su utilización en aplicaciones móviles requiere que se garanticen condiciones seguras y eficientes de presión y temperatura, las cuales podrían lograrse almacenándolo en matrices sólidas. Como ninguno de los hidruros conocidos satisface simultáneamente las propiedades requeridas debido a diversas limitaciones (termodinámica desfavorable, cinética lenta, incapacidad para rehidrurarse o baja capacidad), las investigaciones se han orientado hacia la búsqueda de nuevos materiales, siendo actualmente los sistemas amida-hidruros los más prometedores. En particular, el composite Mg(NH2)2-2LiH resulta ser interesante ya que presenta temperaturas de operación moderadas, ΔH adecuado (~ 44,1 kJ mol-1 H2), capacidad de almacenamiento de hidrógeno relativamente alta (5,5% en peso de H) y buena reversibilidad [1-2]. La presencia de conductores iónicos, tales como Li4(NH2)3BH4, han demostrado efectos positivos sobre las propiedades de almacenamiento del sistema Mg-Li-N-H, permitiendo reducir su barrera cinética. En este trabajo el composite Mg(NH2)2-2LiH se dopó con Li4(NH2)3BH4, realizando su síntesis mediante molienda mecánica a partir de la mezcla 2LiNH2-MgH2-0.2LiBH4 y posterior tratamiento térmico con presión de hidrógeno [3-4]. Se estudió el efecto de sucesivos ciclos de deshidrogenación / rehidrogenación sobre el comportamiento cinético y termodinámico. La velocidad de deshidrogenación del material dopado aumentó al doble a 200 °C, mientras que la hidrogenación resultó 20 veces más rápida. Se detectó una disminución del 9% en la energía de activación debido a la presencia de Li4(NH2)3BH4, evidenciando su función catalítica. Estudios termodinámicos revelaron una variación en las isotermas de presión-composición entre el primer ciclo de deshidrogenación y los posteriores. En el caso del composite dopado, se observó un plateau inclinado a una presión de equilibrio más alta en comparación con el plateau plano del material base. Las investigaciones estructurales mostraron la influencia efectiva de Li4(NH2)3BH4 en diferentes reacciones: la deshidrogenación irreversible en presencia de MgH2 y la liberación de hidrógeno reversible al reaccionar con Li2Mg2(NH)3.