Almacenamiento de hidrógeno en aleaciones Mg-X (X = Ni, Sn, Ge, Fe, Zn y Cu)

G. URRETAVIZCAYA; F. GENNARI; F. CASTRO; G. MEYER

S.C. de Bariloche

Congreso; 88° Reunión Asociación Física Argentina; 2003

Asociación argentina de física

El magnesio es un interesante material almacenador de hidrógeno debido principalmente a su alta capacidad (7.6 % en peso) y disponibilidad. Sin embargo, sus aplicaciones prácticas están limitadas por la lenta cinética de hidruración/deshidruración a temperaturas y presiones típicas de operación. Una alternativa para subsanar esta limitación es la adición de pequeñas cantidades de metales de transición, los cuales actúan como centros catalíticos que facilitan la disociación del H2 y la recombinación de los átomos de H. En este caso la dificultad radica en la síntesis de las aleaciones, debido a la baja temperatura de fusión del Mg. El aleado mecánico es un método de procesamiento alternativo que permite salvar esta complicación. Más aún, produce aleaciones con modificaciones microestructurales que mejoran la cinética de absorción/desorción de hidrógeno. En este trabajo presentamos el estudio de aleaciones Mg-X (X = Ni, Sn, Ge, Fe, Zn y Cu) preparadas por aleado mecánico bajo atmósferas de argón e hidrógeno. La caracterización estructural, morfológica, térmica, termodinámica y cinética fue realizada por difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de barrido (SEM), calorimetría diferencial de barrido (DSC), termogravimetría (TG), medición de isotermas de equilibrio presión-temperatura-composición (P-T-x), medición de cinética de absorción/desorción de hidrógeno y espectroscopía de desorción térmica (TDS).  Entre los principales resultados, podemos mencionar: Una mejora en la cinética de absorción y desorción de hidrógeno debida, por un lado, a la incorporación de aditivos, y por otro lado, asociada a las modificaciones microestructurales (reducción en tamaño de partícula y de cristalita, introducción de defectos y deformaciones, amorfización) consecuencia del aleado mecánico. La síntesis a temperatura ambiente y presión atmosférica de Mg2Sn hexagonal y MgH2 ortorrómbico, ambas fases metaestables, de alta presión y alta temperatura.  La formación de Mg2FeH6 hexagonal y MgNi2Sn cúbico no estequiométrico por rutas de síntesis alternativas empleando aleado mecánico. La síntesis de una nueva aleación en el sistema Mg-Ni-Ge con estructura cúbica tipo Mg3Ni2X y su correspondiente fase hidruro, no reportada previamente en la literatura.