Mejora en las propiedades cinéticas del sistema almacenador de hidrógeno Mg/MgH_2 mediante el agregado por nanodispersión de un aditivo base Nb.
En este trabajo se presentan las propiedades de un nuevo compuesto para almacenamiento de hidrógeno, el MgH_2 con 1% molar de etóxido de Nb (Nb(C_2H_5O)_5). La razón de agregar este aditivo líquido fue incluir Nb, el cual se sabe es un buen catalizador, de manera homogénea en el volumen del MgH_2...
Guardado en:
| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2018
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/699/1/1Cortez_Juan.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En este trabajo se presentan las propiedades de un nuevo compuesto para almacenamiento
de hidrógeno, el MgH_2 con 1% molar de etóxido de Nb (Nb(C_2H_5O)_5). La razón de
agregar este aditivo líquido fue incluir Nb, el cual se sabe es un buen catalizador, de manera
homogénea en el volumen del MgH_2. El material fue preparado moliendo MgH_2 comercial
durante 5 hs y luego se mezcló, en un mortero manual, con el aditivo líquido durante 30 min.
Se utilizaron diversas técnicas para la caracterización de las propiedades del material. El
análisis térmico se hizo mediante las técnicas de Calorimetría Diferencial de Barrido y Termogravimetría.
El análisis estructural y morfológico se llevo a cabo mediante Difractometría de
Rayos X y Microscopías Electrónicas de Barrido y Transmisión. Se realizó también la determinación
del Área BET y se recurrió a Espectrometría de masas. El estudio de los procesos
de hidruración y deshidruración se realizó mediante Mediciones Cinéticas Convencionales
Isotérmicas.
Se identificó la reacción por la cual se libera parte del aditivo durante el primer calentamiento.
La misma se produce entre el MgH_2 y el Nb(C_2H_5O)_5 y conduce a la eliminación del
carbono en forma de gas etano (C_2H_6), la formación de MgO y la dispersión de Nb o NbH
en estado amorfo en la matriz de MgH_2.
El material mostró una clara mejora en cuanto a las cinéticas de absorción y desorción
con respecto al MgH_2 molido el mismo tiempo pero sin agregado de aditivo. Con un 1% de
aditivo, el MgH_2 absorbe a 300 C 3.4 %, de su peso en H_2 en 30 s y desorbe en 10 min 4.7%
mientras el MgH_2 sin aditivo, en la misma condición, sólo absorbe 1.3% y desorbe menos de
0.5 %. El efecto catalítico del aditivo quedó evidenciado en la reducción de la temperatura
de desorción de 340 a 260ºC. La capacidad gravimétrica resultó en 5.5 %, siendo este un
valor satisfactorio para los estándares industriales.
Si bien se apreció una mejora tanto en la absorción como en la desorción, el aumento de
la velocidad de deshidruración fue más marcado. La energía de activación de la reacción de
absorción y desorción del hidrógeno resultó ser 123 y 76 kJ/molH_2 respectivamente. Estos
valores muestran que el efecto del aditivo es mas pronunciado en las desorciones. De hecho
se observó un cambio en el mecanismo limitante de la deshidruación.
Se comprobó también que el material no sufre deterioro de sus propiedades cinéticas ante
el ciclado, manteniendo tanto sus velocidades como su capacidad gravimétrica constantes.
En un intento por determinar que tan bien distribuido se encuentra el Nb se buscaron
mediante TEM cristalitas de Nb y fases cristalinas mediante XRD. Se encontró que en
realidad, en nuestro material, el Nb parece hallarse en estado amorfo o en cristalitas de unos
pocos nm. |
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