Almacenamiento de hidrógeno en el sistema magnesio-plata

G. URRETAVIZCAYA; F.J. CASTRO

Córdoba

Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2011

AAIFQ y Universidad Nacional de Córdoba

Introducción El almacenamiento de hidrógeno en hidruros metálicos es un tema de investigación de gran interés para una economía energética sustentada en el hidrógeno. El hidruro de magnesio, en particular, presenta varias ventajas desde este punto de vista: tiene una elevada capacidad de almacenamiento másica (7.6 % en peso), el material base es abundante, y tiene bajo costo. Sin embargo, la cinética de absorción y desorción de hidrógeno en este material es lenta, y la elevada estabilidad termodinámica del hidruro hace que la temperatura de desorción sea alta comparada con las temperaturas requeridas para aplicaciones prácticas. La molienda mecánica y la incorporación de aditivos constituyen posibles vías para mejorar estos inconvenientes. Objetivos El objetivo de este trabajo es estudiar los efectos de la incorporación de Ag2O y Ag al MgH2 por medio de molienda mecánica sobre la cinética de hidruración y deshidruración, y las características microestructurales y fisicoquímicas del material. En particular, considerar aditivos con diferentes microestructuras (polvo 2-3.5 m y nanopartículas). Asimismo, se busca analizar la fabricación de nanopartículas de Ag por hidrólisis de compuestos intermetálicos del mismo sistema Mg - Ag. Resultados Durante la molienda de MgH2 con aditivos se reducen el tamaño de partícula y de grano (XRD), como sucede habitualmente con este método de procesamiento, y no se observa la formación de nuevas fases. Luego del procesamiento mecánico, los materiales con 10 % en peso de Ag en polvo muestran una mejora en sus propiedades cinéticas: la temperatura de desorción medida por calorimetría diferencial de barrido se reduce en 30°C, mientras que el tiempo requerido para absorber 4% de H2 a 300°C se reduce de 200 a 140 segundos. Más aún, una mejora más importante se observa en la deshidruración a 300°C: el tiempo de desorción de 4% de H2 en presencia de Ag es la tercera parte del correspondiente al hidruro sin aditivo (5 min vs 15 min). La fase MgAg se forma durante las mediciones cinéticas y es la responsable de los cambios en las propiedades cinéticas de absorción y desorción de hidrógeno. En el caso del empleo de Ag2O como aditivo, se busca la reducción del óxido a plata metálica. Adicionalmente, no se observa la formación de hidruros de intermetálicos Mg-Ag, y la termodinámica del sistema Mg/MgH2 no se modifica con los aditivos. Conclusiones El agregado de Ag como metal o como óxido por medio de molienda mecánica en atmósfera de hidrógeno mejora las propiedades de hidruración y deshidruración del MgH2. El comportamiento cinético de los materiales se correlaciona con las fases presentes, las condiciones de la molienda y las características y distribución de los aditivos empleados.