SUSTITUCIÓN DE ANIONES H- Y F-: ESTUDIO DE SOLUCIONES SÓLIDAS Mg-H-F

SANTIAGO PIGHIN; FACUNDO CASTRO; SUSANA RAMOS; GUILLERMINA URRETAVIZCAYA

Córdoba

Congreso; 16º CONGRESO INTERNACIONAL DE METALURGIA Y MATERIALES - SIMPOSIO MATERIALES Y TECNOLOGÍAS PARA LA INDUSTRIA METALMECÁNICA Y AEROESPACIAL; 2016

SAM, SOCHIM (Chile), UNC, UTN, INTI, UCC

Las soluciones sólidas MgHxF2-x (0 < x < 2) son generadas por sustitución aniónica H¯-F¯, debido a lostamaños comparables de ambos aniones y a la similitud estructural de MgH2 y MgF2. Como la proporciónH:F modifica la entalpía de formación, que a su vez define la presión de H2 en equilibrio, el estudio de estosmateriales es interesante para el almacenamiento de hidrógeno. Por tal motivo, presentamos unacaracterización experimental de estas soluciones, y un estudio teórico mediante cálculos basados en elformalismo de la Funcional Densidad (DFT). Verificamos experimentalmente que en el sistema MgH2-MgF2hay solubilidad total por encima de 475 ºC, con desviaciones positivas del volumen de celda con respecto alvolumen ideal que sugieren un aumento de la energía por deformación del entorno. El estudio del sistema adistintas presiones de hidrógeno muestra que el mecanismo de descomposición consiste en unenriquecimiento en flúor, liberando hidrógeno y Mg. La presión de H2 en equilibrio con las solucionesdepende de la composición, siendo siempre menor a la Peq del MgH2. Los resultados pueden ajustarsemediante una solución subregular con una entalpía en exceso positiva; por lo tanto, la estabilidad de lasolución se debe a la contribución entrópica. Los valores de entalpía en exceso son compatibles con losmedidos por calorimetría. El modelo predice además la existencia de una campana de inmiscibilidad. Loscálculos de DFT corroboran que la entalpía en exceso es positiva, y que a temperaturas más altas lacontribución entrópica estabiliza una solución rica en flúor y una rica en hidrógeno, en acuerdo con elmodelo de solución subregular. Observamos también que en el límite de baja solubilidad la energía delsistema no depende fuertemente de la ubicación de los aniones, sino de sus interacciones con la red, lo quesustenta la hipótesis elástica.