dc.contributor.author | Neto, Gabriel Rodrigues de Almeida | |
dc.date.accessioned | 2023-12-05T11:56:16Z | |
dc.date.available | 2023-12-05T11:56:16Z | |
dc.date.issued | 2023-07-14 | |
dc.identifier.citation | NETO, Gabriel Rodrigues de Almeida. Compósitos de poli(éter imida) com partículas nanoestruturadas de LaNi₅ para armazenamento de hidrogênio. 2023. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2023. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18987. | * |
dc.identifier.uri | https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/18987 | |
dc.description.abstract | Hydrogen is a promising energy vector for decarbonizing the energy
matrix, but its widespread use requires safe and efficient storage systems. This
study aimed to produce microparticles of polyetherimide with LaNi5 through the
process of spray drying for hydrogen storage. The LaNi5 ball-milling conditions
were optimized, the effects of the polyetherimide layer on H2 sorption were
evaluated, microparticles were produced by spray drying with different LaNi5
contents (60, 70, and 80 wt%), and the H2 sorption properties were improved
through chemical modification of polyetherimide. Stable and efficient
nanostructured composites for hydrogen storage at room temperature were also
produced. The results indicated that LaNi5 milling conditions with a weight ratio
of milling sphere:particle of 40:1 for 1 hour and rotation of 250 or 350 RPM led to
particles with good sorption and morphological properties without amorphization.
Polyetherimide was efficient in accommodating LaNi5 particles during
hydrogenation cycles without surface defects or metal particle detachment. The
microparticles with 70 wt% LaNi5 achieved a maximum capacity of 0.7 %m during
activation and about 0.5 %m after activation, requiring 43 s to reach 80% of their
maximum capacity. A significant improvement in the H2 sorption kinetics was
observed for the composite with 70% LaNi5 and 11.2% degree of sulfonation of
polyetherimide, which also showed the best stability in air, reducing the harmful
effects observed for the uncoated particle. While the intermetallic compound did
not absorb H2 during the first 40 min of the analysis after 7 days of exposure to
air, the composite samples reached their maximum capacity in less than 30 min.
The microparticles produced by spray drying showed great potential, allowing the
manufacture of microparticles with controlled size distribution, possibly kept
constant in different cycles. | eng |
dc.description.sponsorship | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) | 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 | Poli(éter imida) | por |
dc.subject | Armazenamento de hidrogênio | por |
dc.subject | LaNi5 | por |
dc.subject | Spray drying | eng |
dc.subject | Sulfonação | por |
dc.subject | Polyetherimide | eng |
dc.subject | Hydrogen storage | eng |
dc.subject | Sulfonation | eng |
dc.title | Compósitos de poli(éter imida) com partículas nanoestruturadas de LaNi₅ para armazenamento de hidrogênio | por |
dc.title.alternative | Polyetherimide composites with nanostructured LaNi₅ for hydrogen storage | eng |
dc.type | Tese | por |
dc.contributor.advisor1 | Pessan, Luiz Antonio | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/8276650236213537 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Beatrice, Cesar Augusto Gonçalves | |
dc.description.resumo | O hidrogênio é um vetor energético promissor para a descarbonização da matriz
energética, mas seu uso generalizado requer sistemas de armazenamento
seguros e eficientes. Este estudo teve como objetivo produzir micropartículas de
poli(éter imida) (PEI) com LaNi5 por meio do processo de atomização por spray
drying para armazenamento de hidrogênio. Foram otimizadas as condições de
moagem do LaNi5, avaliados os efeitos da camada de poli(éter imida) na sorção
de H2, produzidas micropartículas por spray drying com diferentes teores de
LaNi5 (60, 70 e 80 %m) e melhoradas as propriedades de sorção de H2 por meio
da sulfonação da PEI. Também foram produzidos compósitos nanoestruturados
estáveis e eficientes para armazenamento de hidrogênio em temperatura
ambiente. Os resultados indicaram que as condições de moagem de LaNi5 com
relação de peso esfera:partícula de 40:1 por 1 hora e rotação de 250 ou 350
RPM formaram partículas com boas propriedades de sorção e morfológicas, sem
amorfização de partículas. A PEI foi eficiente em acomodar partículas de LaNi5
durante os ciclos de hidrogenação, sem defeitos de superfície ou
desprendimento de partículas metálicas. As micropartículas com 70% de LaNi5
alcançaram capacidade máxima de 0,7 %m durante a ativação e de cerca de 0,5
%m após ativada, precisando de 43 s para alcançar 80 % de sua capacidade
máxima. Foi observada uma melhoria significativa na cinética de sorção de H2
do compósito com 70 %m de LaNi5 e 11,2% de grau de sulfonação da PEI, que
também apresentou boa estabilidade ao ar, reduzindo os efeitos prejudiciais
observados para a partícula sem revestimento. Enquanto o composto
intermetálico não absorveu H2 durante os primeiros 40 min da análise após
exposição por 7 dias ao ar, as amostras do compósito alcançam sua capacidade
máxima em menos de 30 min. As micropartículas produzidas por spray drying
apresentaram grande potencial, permitindo a fabricação de micropartículas com
distribuição de tamanho controlada, que se mantem constante por diferentes
ciclos. | 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 | por |
dc.description.sponsorshipId | Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo, pelo apoio financeiro para realização desse trabalho (Processo nº 2018/18986-3) | por |
dc.description.sponsorshipId | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq - Processo nº 40455/2018-3). | por |
dc.publisher.address | Câmpus São Carlos | por |
dc.contributor.authorlattes | https://lattes.cnpq.br/9180232575249975 | por |