Mejora de las propiedades de almacenamiento de hidrógeno de un hidruro complejo
Esta Tesis de Maestría en Ingeniería se centró en el estudio de materiales para almacenamiento de hidrógeno. Específicamente, se investigaron materiales compuestos del sistema Li-Mg-B-N-H, basados en amiduro de magnesio (Mg(NH_2)_2) e hidruro de litio (LiH) junto con un conductor iónico, Li_4(NH_2)_...
Guardado en:
| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2022
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1139/1/1Fagiano.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | Esta Tesis de Maestría en Ingeniería se centró en el estudio de materiales para almacenamiento de hidrógeno. Específicamente, se investigaron materiales compuestos del sistema Li-Mg-B-N-H, basados en amiduro de magnesio (Mg(NH_2)_2) e hidruro de litio (LiH) junto con un conductor iónico, Li_4(NH_2)_3BH_4.
En una primera parte se analizó el efecto de variar la proporción molar de los materiales de partida utilizados. Se sintetizaron los sistemas almacenadores utilizando los reactivos LiNH_2 : MgH_2 : LiBH_4 en las proporciones molares 2,6:1:0,2; 2:1:0,2 y 2:1,5:0,2 y se estudió su efecto en las propiedades de almacenamiento de hidrógeno. Se demostró que trabajar con las cantidades estequiométricas de reactivos no permite alcanzar la conversión completa en las reacciones de síntesis y se observa un remanente del reactivo LiNH_2. El sistema sintetizado en proporciones 2:1:0,2 mostró la mayor capacidad de almacenamiento de hidrógeno (4,2% p/p), mayor estabilidad al ciclado y cinéticas de liberación de hidrógeno más rápidas. Además, se comprobó un efecto beneficioso en la estabilidad al ciclado de los sistemas 2,6:1:0,2 y 2:1:0,2 al realizar un tratamiento térmico prolongado.
En una segunda parte la investigación se focalizó en el efecto de la temperatura en la interacción con hidrógeno y las propiedades microestucturales del sistema 2:1:0,2, ya que este es el material que presentó mejores propiedades como almacenador de
hidrógeno. Se realizaron estudios cinéticos, donde se analizó el efecto de la temperatura (rango: 140-220 ◦C) en la velocidad de reacción con hidrógeno y se calculó la energía de activación de las reacciones de hidrogenación y deshidrogenación. Los estudios microestructurales permitieron observar la formación de diversas estructuras y láminas delgadas, las cuales podrían asociarse a las buenas propiedades cinéticas mostradas por el sistema.
En la ultima parte se estudió el efecto del contenido de LiBH_4 en las propiedades de almacenamiento del sistema Li-Mg-B-N-H, debido a que se realizaron cálculos de capacidad teórica que indican que se podría alcanzar una mayor capacidad de almacenamiento
de hidrógeno en el sistema 2:1:0,1. Para ello se sintetizó este nuevo material, se lo caracterizó y se estudió su interacción con hidrógeno. Disminuir la cantidad de LiBH_4 genero que la formación del conductor iónico fuera menor, lo que afecta la cinética de reacción. Sin embargo, no se ve afectada la capacidad de almacenamiento del sistema ni las propiedades termodinámicas de las reacciones involucradas. Estos resultados permiten confirmar que la formación de Li_4(NH_2)_3BH_4 mejora el comportamiento
cinético del sistema.
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