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Previous issue date: 2006-02-17 / Universidade Federal de Minas Gerais / Magnesium is light, abundant and it can store up to 7.6 wt. % of
hydrogen forming the hydride MgH2 and therefore it is a promising material for
hydrogen storage. However, the H-sorption occurs at relatively high
temperatures with slow kinetics. Beside this, Mg and MgH2 surfaces are highly
reactive, easily forming oxide or hydroxide layers that lower the level of storage
properties. Mg-based nanocomposites have been studied in the last few years
to overcome these limitations. The grain size reduction of Mg or MgH2 to the
nanometric scale and the addition of catalysts as transition metals or its
hydrides can promote fast kinetics at lower temperatures. The formation of a
fluorinated layer on Mg surface enhances its stability in the sorption cycles
avoiding the usual contamination with oxygen. Reactive milling under H2
atmosphere is one of the processing routes that has been recently investigated
for the preparation of Mg-based nanocomposites, and promising results have
been obtained. In the present work, the effects of different nanocrystalline
additives (MgF2, Fe, NbH0,89, FeF3, VF3) into Mg processed by reactive milling
were studied. The aspects analysed in this work were the influence of the
additives in MgH2 synthesis during milling and in the desorption behavior. A
combined catalytic effect was observed due to the MgF2 and Fe (or NbH0,89)
action in MgH2 synthesis during processing. The transition metal fluorides also
promote MgH2 synthesis. A fluorine transfer reaction occurs from the fluoride to
Mg, generating MgF2 and transition metal (or its hydride) nanoparticles in the
mixture. An important catalytic effect of Fe during H-desorption of MgH2 was
also observed. / O magnésio é leve, abundante e pode armazenar até 7,6% em massa
de hidrogênio sob a forma de MgH2, portanto é um material promissor para a
armazenagem de H2 para fins energéticos. Entretanto, as reações de absorção
e dessorção de hidrogênio ocorrem em temperaturas relativamente altas e com
cinética lenta. Além disso, as superfícies do Mg e do MgH2 são muito reativas,
formando facilmente camadas de óxido ou hidróxido que diminuem o nível das
propriedades de armazenagem. Os nanocompósitos à base de magnésio têm
sido estudados para superar essas limitações. A redução do tamanho de grão
do Mg ou MgH2 à escala nanométrica, e a adição de catalisadores como os
metais de transição ou seus hidretos pode promover uma cinética rápida a
temperaturas mais baixas. A formação de uma camada fluoretada na superfície
do Mg aumenta a estabilidade da superfície frente aos ciclos de
absorção/dessorção e à ação de impurezas. A moagem reativa sob atmosfera
de H2 é uma rota de processamento que tem sido pesquisada recentemente
para a preparação de nanocompósitos à base de Mg, com a obtenção de
resultados promissores. Neste trabalho, foram investigados os efeitos de
diferentes aditivos nanocristalinos (MgF2, Fe, NbH0,89, FeF3, VF3) à moagem
reativa do Mg. Os aspectos analisados foram a influência dos aditivos na
síntese do MgH2 durante a moagem e no comportamento de dessorção.
Verificou-se que o Fe é um importante catalisador na dessorção de hidrogênio
pelo magnésio. Observou-se um efeito catalítico combinado devido à ação do
MgF2 e do Fe ou (NbH0,89) na síntese do MgH2 durante o processamento. Os
fluoretos de metais de transição também promovem a síntese de MgH2. Ocorre
uma reação de transferência de flúor do fluoreto ao Mg durante a moagem
reativa, gerando nanopartículas de MgF2 e de um metal de transição ou seu
hidreto na mistura.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/750 |
| Date | 17 February 2006 |
| Creators | Leiva, Daniel Rodrigo |
| Contributors | Ishikawa, Tomaz Toshimi |
| Publisher | Universidade Federal de São Carlos, Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, UFSCar, BR |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSCAR, instname:Universidade Federal de São Carlos, instacron:UFSCAR |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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