dc.contributor.author | Aranda, Vinícius | |
dc.date.accessioned | 2023-03-09T11:53:28Z | |
dc.date.available | 2023-03-09T11:53:28Z | |
dc.date.issued | 2023-02-24 | |
dc.identifier.citation | ARANDA, Vinícius. Avaliação das propriedades de armazenagem de hidrogênio através de reação sólido-gás e eletroquímica da liga multicomponente (TiNb)(CrMnFe)₂ com estrutura de Fase Laves tipo C14. 2023. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17464. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17464 | |
dc.description.abstract | Hydrogen is critical for storage and transport of renewable energy. Because it is low-density gas, one of the biggest challenges of its widespread use as an energy vector is in its hardly storage. Metal hydrides are strategic materials for the implementation of hydrogen-based energy in our society, since they can both be used in solid-state storage tanks, enhancing the volumetric energy density of hydrogen, and in Ni-metal hydrides type batteries. The hydrogen storage properties of metals are strongly dependent on their chemical composition, and for this reason, high entropy alloys or multi-component alloys capable to form metal hydrides have attracted attention. The wide compositional field of multi-component alloys allows engineers and materials scientists to design alloys with optimized properties to each specific application. In this regard, the aim of this master’s project was to produce, characterize and evaluate the hydrogen storage properties of the (TiNb)(CrMnFe)2 alloy, derived from the TiZrCrMnFeNi alloy reported previously in the literature and with promising properties. The (TiNb)(CrMnFe)2 arc-melted alloy showed a single-phase Laves phase structure pf C14-type. The hydrogen storage properties were assessed in the solid-gas and electrochemical reaction in alkaline aqueous solution, which occur in batteries, and compared with those of the TiZrCrMnFeNi alloy. The (TiNb)(CrMnFe)2 shows a high equilibrium pressure at room temperature with a capacity of 0.18 H/M at 80 bars. These results were discussed based on a thermodynamic model for predicting the pressure-composition-temperature diagrams of alloys with Laves phase structure of C14-type. The alkaline electrochemistry behavior of both alloys was quite similar. The equilibrium hydrogen absorption pressure of the (TiNb)(CrMnFe)2 alloy is much higher than that of the TiZrCrMnFeNi, and since these pressures are above 1 bar, electrochemical hydrogenation indicates low absorption capacity for both. | eng |
dc.description.sponsorship | Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) | por |
dc.description.sponsorship | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) | por |
dc.language.iso | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de São Carlos | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/ | * |
dc.subject | Armazenagem de hidrogênio | por |
dc.subject | Hidretos metálicos | por |
dc.subject | Ligas multicomponentes | por |
dc.subject | Armazenagem eletroquímica de hidrogênio | por |
dc.subject | Hydrogen storage | eng |
dc.subject | Metal hydrides | eng |
dc.subject | Multi-component alloys | eng |
dc.subject | Electrochemical storage of hydrogen | eng |
dc.title | Avaliação das propriedades de armazenagem de hidrogênio através de reação sólido-gás e eletroquímica da liga multicomponente (TiNb)(CrMnFe)₂ com estrutura de Fase Laves tipo C14 | por |
dc.title.alternative | Evaluation of hydrogen storage properties through solid gas reaction and eletrochemistry of the multi-component (TiNb)(CrMnFe)2 alloy with c14-type laves phase structure | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.contributor.advisor1 | Zepon, Guilherme | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7924187202036614 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Leiva, Daniel Rodrigo | |
dc.contributor.advisor-co1Lattes | http://lattes.cnpq.br/6576844591900987 | por |
dc.description.resumo | O hidrogênio é fundamental para o armazenamento e transporte de energias
renováveis. Por ser um gás de baixa densidade, sua armazenagem é
desafiadora para seu amplo uso como vetor energético. Hidretos metálicos são
materiais estratégicos para a implementação da energia baseada no
hidrogênio, pois podem tanto ser utilizados em tanques de armazenagem no
estado sólido, aumentando a densidade volumétrica de energia do hidrogênio,
como em baterias do tipo Ni-hidreto metálico. As propriedades de
armazenagem de hidrogênio de metais são fortemente dependentes de sua
composição química e, por esta razão, ligas de alta entropia ou ligas
multicomponentes capazes de formarem hidretos metálicos tem chamado a
atenção. O vasto campo composicional de ligas multicomponentes permite que
engenheiros e cientistas de materiais projetem ligas com propriedades
otimizadas para cada aplicação específica. Portanto, o objetivo deste projeto de
mestrado foi de produzir, caracterizar e avaliar as propriedades de
armazenagem de hidrogênio da liga (TiNb)(CrMnFe)2, derivada a partir da liga
TiZrCrMnFeNi reportada na literatura e com propriedades promissoras. A liga
(TiNb)(CrMnFe)2 produzida em forno à arco apresentou estrutura monofásica
de fase Laves do tipo C14. As propriedades de armazenagem de hidrogênio
foram avaliadas nas vias sólido-gás e eletroquímica em solução aquosa
alcalina, similar as que ocorrem em baterias, e comparadas com as da liga
TiZrCrMnFeNi. A liga (TiNb)(CrMnFe)2 apresenta alta pressão de equilíbrio em
temperatura ambiente com capacidade de 0,18 H/M em 80 bar. Estes
resultados foram comparados com um modelo termodinâmico para previsão
dos diagramas pressão-composição-temperatura de ligas com estrutura de
fase Laves do tipo C14. O comportamento eletroquímico em meio alcalino das
ligas foi muito semelhante. A pressão de equilíbrio de absorção de hidrogênio
da liga (TiNb)(CrMnFe)2 é muito superior à da liga TiZrCrMnFeNi, e como estas
pressões são acima de 1 bar, a hidrogenação eletroquímica indica baixa
capacidade de absorção para ambas. | por |
dc.publisher.initials | UFSCar | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM | por |
dc.subject.cnpq | ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA FISICA | por |
dc.description.sponsorshipId | 88887.601928/2021-00 | por |
dc.description.sponsorshipId | 2021/00912-6 | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | http://lattes.cnpq.br/9654225485480316 | por |