Almacenamiento de hidrógeno en fases de laves

A. M. ROBINA; M. E. PRONSATO

Córdoba

Congreso; 16º Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales SAM-CONAMET 2016. Simposio Materiales y Tecnologías para la Industria Metalmecánica y Aeroespacial.; 2017

SAM

Frente a la anunciada crisis energética, el hidrógeno se impone como un medio apto para convertir,almacenar y transportar energía. A pesar de que se caracteriza por tener la máxima energía específica,también presenta algunos inconvenientes relacionados con su baja densidad como gas diatómico en CNPT.No obstante puede ser almacenado de diversas maneras, los materiales en estado sólido constituyen una delas opciones más interesantes y desafiantes. De hecho, existe un gran número de compuestos intermetálicosde composición AB2, reconocidos por su asombrosa capacidad para almacenar hidrógeno. Estas aleaciones,comúnmente distinguidas como fases de Laves, cristalizan en tres estructuras distintas, bajo las siguientesformas representativas: cúbica MgCu2 (C15) y hexagonales MgZn2 (C14) y MgNi2 (C36) [1]. Todas estasfases exhiben un arreglo atómico tan particular que los intersticios que se conforman en la red cristalinason todos tetraédricos y de variada regularidad. Precisamente estas pequeñas cavidades actúan comorefugios para liberar y re absorber átomos de hidrógeno con demandas de energía relativas en ambosprocesos, tal como una esponja absorbe y desorbe gotas de agua a través de sus poros.En el presente trabajo se estudian las aleaciones C14 Zr0.9Ti0.1(Ni0.5Cr0.5-xVx)2 (x=0, 0.25, 0.5) por medio delprograma Vienna Ab initio Simulation Package (VASP) [2], fundamentado en la Teoría del Funcional de laDensidad, a los fines de conocer la capacidad de almacenamiento de hidrógeno de las tres fases, hallar lossitios intersticiales más favorables energéticamente para la absorción de átomos de hidrógeno y describir elestado de cargas de los sistemas según diversos entornos químicos; en vistas a comparar, finalmente, conlos valores determinados para el compuesto C14 Zr(Cr0.5Ni0.5)2 [3]. Se estima que el reemplazo parcial de Tiy V en este tipo de aleaciones mejoraría la capacidad de almacenamiento de hidrógeno y el desempeñoelectroquímico.