Design, síntese e caracterização de ligas multicomponentes contendo Mg para armazenagem de hidrogênio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferraz, Mariana de Brito
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15633
Resumo: The use of hydrogen as an alternative fuel has been investigated due to its great potential to be used as an energy vector. One of the challenges for its wide application is to store it safely and efficiently. Therefore, metallic hydrides have been studied as a promising alternative for hydrogen storage in solid state. Moreover, multicomponent (MC) alloys are currently gaining attention because they can increase the possibility of obtaining materials for this application, due to their large compositional field. Recently, it was reported in the literature that some alloys with body centered cubic (BCC) structure present high storage capacity. There are many works dedicated to the study of MCs alloys composed only by transition metals, which ends up limiting the gravimetric capacity, due to the density. Therefore, the use of the element Mg in the composition of these alloys is proposed, since it has low density and good affinity with hydrogen. The present work made use of the parameters ∅, Ω, ������� (%) and VEC, as a method of composition selection, which resulted in the alloy Mg35Al15Ti25V10Zn15. This alloy was synthesized by mechanical alloy (MA) and reactive milling (RM), structurally characterized and its hydrogen storage properties were analyzed. The alloy produced by MA was composed of a BCC phase, with an amount of unmixed Mg, absorbing about 2.5 %p. of H2 at 375°C and 4 MPa. The alloy produced by RM was composed of a mixture of a face centered cubic (FCC) hydride and MgH2, having a desorption capacity of 2.75 %p. H2. Furthermore, the desorption behavior was analyzed, and it was observed that MgH2 is the first to desorb and the desorption sequence is complete after the decomposition of the FCC and body centered tetragonal (BCT) phases, leading to the formation of the BCC phase.
id SCAR_9f0f4bb55ca150714b7ca21f6e91062e
oai_identifier_str oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/15633
network_acronym_str SCAR
network_name_str Repositório Institucional da UFSCAR
repository_id_str 4322
spelling Ferraz, Mariana de BritoZepon, Guilhermehttp://lattes.cnpq.br/7924187202036614http://lattes.cnpq.br/5414167939699652d8e6ea9b-a16d-46ae-9fbc-5edff7fcfbce2022-02-23T12:34:35Z2022-02-23T12:34:35Z2022-02-14FERRAZ, Mariana de Brito. Design, síntese e caracterização de ligas multicomponentes contendo Mg para armazenagem de hidrogênio. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15633.https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15633The use of hydrogen as an alternative fuel has been investigated due to its great potential to be used as an energy vector. One of the challenges for its wide application is to store it safely and efficiently. Therefore, metallic hydrides have been studied as a promising alternative for hydrogen storage in solid state. Moreover, multicomponent (MC) alloys are currently gaining attention because they can increase the possibility of obtaining materials for this application, due to their large compositional field. Recently, it was reported in the literature that some alloys with body centered cubic (BCC) structure present high storage capacity. There are many works dedicated to the study of MCs alloys composed only by transition metals, which ends up limiting the gravimetric capacity, due to the density. Therefore, the use of the element Mg in the composition of these alloys is proposed, since it has low density and good affinity with hydrogen. The present work made use of the parameters ∅, Ω, ������� (%) and VEC, as a method of composition selection, which resulted in the alloy Mg35Al15Ti25V10Zn15. This alloy was synthesized by mechanical alloy (MA) and reactive milling (RM), structurally characterized and its hydrogen storage properties were analyzed. The alloy produced by MA was composed of a BCC phase, with an amount of unmixed Mg, absorbing about 2.5 %p. of H2 at 375°C and 4 MPa. The alloy produced by RM was composed of a mixture of a face centered cubic (FCC) hydride and MgH2, having a desorption capacity of 2.75 %p. H2. Furthermore, the desorption behavior was analyzed, and it was observed that MgH2 is the first to desorb and the desorption sequence is complete after the decomposition of the FCC and body centered tetragonal (BCT) phases, leading to the formation of the BCC phase.O uso do hidrogênio como combustível alternativo tem sido investigado devido ao seu grande potencial para ser usado como vetor de energia. Um dos desafios para sua ampla aplicação é conseguir armazená-lo de forma segura e eficaz. Logo, hidretos metálicos vêm sendo estudados como alternativa promissora para armazenagem de hidrogênio no estado sólido. Além disso, ligas multicomponentes (MCs) estão ganhando muita atenção atualmente, pois podem aumentar a possibilidade de se conseguir materiais para esta função, devido ao seu grande campo composicional. Recentemente, foi reportado na literatura que algumas ligas com estrutura cúbica de corpo centrado (CCC) apresentaram elevada capacidade de armazenagem. Existem muitos trabalhos dedicados ao estudo de ligas MCs compostas apenas por metais de transição, o que acaba por limitar a capacidade gravimétrica, devido à densidade. Por isso, propõe-se o uso do elemento Mg na composição dessas ligas, uma vez que possui baixa densidade e boa afinidade com o hidrogênio. O presente trabalho fez uso dos parâmetros ∅, Ω, (%) e VEC, como método de seleção da composição, que resultou na liga Mg35Al15Ti25V10Zn15. Esta liga foi sintetizada por elaboração mecânica de liga (EML) e moagem reativa (MR), caracterizada estruturalmente e suas propriedades de armazenagem de hidrogênio foram analisadas. A liga produzida pela EML foi composta por uma fase CCC, com uma quantidade de Mg remanescente, tendo absorvido cerca de 2,5 %p. de H2 a 375°C e 4 MPa. Já a liga produzida por MR foi composta por uma mistura de um hidreto cúbico de face centrado (CFC) e MgH2, tendo capacidade de dessorção de 2,75 %p. H2. Além disso, o comportamento de dessorção foi analisado, sendo observado que o MgH2 é o primeiro a dessorver e a sequência de dessorção é completa após a decomposição das fases CFC e tetragonal de corpo centrado (TCC), levando à formação da fase CCC.OutraporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEMUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessArmazenagem de hidrogênioLigas multicomponentesLigas de MgMoagem de alta energiaHydrogen storageMulticomponent alloysENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAODesign, síntese e caracterização de ligas multicomponentes contendo Mg para armazenagem de hidrogênioDesign, synthesis and characterization of multicomponent alloys containing Mg for hydrogen storageinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis600600568abd57-0e60-4552-b88c-e4fa0419bac1reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertação_MarianaFerraz.pdfDissertação_MarianaFerraz.pdfDissertação Mariana Ferrazapplication/pdf2675624https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15633/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_MarianaFerraz.pdf4c4874dd9839fa2677eca2db1c5d2ab3MD51BCO carta comprovante autoarquivamento.pdfBCO carta comprovante autoarquivamento.pdfapplication/pdf235542https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15633/2/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf49a2259353cc389eb0b8317dc93076bbMD52CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15633/3/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD53TEXTDissertação_MarianaFerraz.pdf.txtDissertação_MarianaFerraz.pdf.txtExtracted texttext/plain117004https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15633/4/Disserta%c3%a7%c3%a3o_MarianaFerraz.pdf.txt62b794b6b16c5278af95d3d854eb38c0MD54BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.txtExtracted texttext/plain1453https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15633/6/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.txt4dcb3e2cb8bf6624e7685a2466469143MD56THUMBNAILDissertação_MarianaFerraz.pdf.jpgDissertação_MarianaFerraz.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg6022https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15633/5/Disserta%c3%a7%c3%a3o_MarianaFerraz.pdf.jpg5ccd6a6fbe3faf301c21f5cb394265d3MD55BCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgBCO carta comprovante autoarquivamento.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg10399https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15633/7/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.jpg3bfbed3ae75d2e6cd2aee191ecdcff1cMD57ufscar/156332023-09-18 18:32:26.207oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/15633Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:26Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
dc.title.por.fl_str_mv Design, síntese e caracterização de ligas multicomponentes contendo Mg para armazenagem de hidrogênio
dc.title.alternative.eng.fl_str_mv Design, synthesis and characterization of multicomponent alloys containing Mg for hydrogen storage
title Design, síntese e caracterização de ligas multicomponentes contendo Mg para armazenagem de hidrogênio
spellingShingle Design, síntese e caracterização de ligas multicomponentes contendo Mg para armazenagem de hidrogênio
Ferraz, Mariana de Brito
Armazenagem de hidrogênio
Ligas multicomponentes
Ligas de Mg
Moagem de alta energia
Hydrogen storage
Multicomponent alloys
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO
title_short Design, síntese e caracterização de ligas multicomponentes contendo Mg para armazenagem de hidrogênio
title_full Design, síntese e caracterização de ligas multicomponentes contendo Mg para armazenagem de hidrogênio
title_fullStr Design, síntese e caracterização de ligas multicomponentes contendo Mg para armazenagem de hidrogênio
title_full_unstemmed Design, síntese e caracterização de ligas multicomponentes contendo Mg para armazenagem de hidrogênio
title_sort Design, síntese e caracterização de ligas multicomponentes contendo Mg para armazenagem de hidrogênio
author Ferraz, Mariana de Brito
author_facet Ferraz, Mariana de Brito
author_role author
dc.contributor.authorlattes.por.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/5414167939699652
dc.contributor.author.fl_str_mv Ferraz, Mariana de Brito
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Zepon, Guilherme
dc.contributor.advisor1Lattes.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/7924187202036614
dc.contributor.authorID.fl_str_mv d8e6ea9b-a16d-46ae-9fbc-5edff7fcfbce
contributor_str_mv Zepon, Guilherme
dc.subject.por.fl_str_mv Armazenagem de hidrogênio
Ligas multicomponentes
Ligas de Mg
Moagem de alta energia
topic Armazenagem de hidrogênio
Ligas multicomponentes
Ligas de Mg
Moagem de alta energia
Hydrogen storage
Multicomponent alloys
ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO
dc.subject.eng.fl_str_mv Hydrogen storage
Multicomponent alloys
dc.subject.cnpq.fl_str_mv ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA::METALURGIA DE TRANSFORMACAO
description The use of hydrogen as an alternative fuel has been investigated due to its great potential to be used as an energy vector. One of the challenges for its wide application is to store it safely and efficiently. Therefore, metallic hydrides have been studied as a promising alternative for hydrogen storage in solid state. Moreover, multicomponent (MC) alloys are currently gaining attention because they can increase the possibility of obtaining materials for this application, due to their large compositional field. Recently, it was reported in the literature that some alloys with body centered cubic (BCC) structure present high storage capacity. There are many works dedicated to the study of MCs alloys composed only by transition metals, which ends up limiting the gravimetric capacity, due to the density. Therefore, the use of the element Mg in the composition of these alloys is proposed, since it has low density and good affinity with hydrogen. The present work made use of the parameters ∅, Ω, ������� (%) and VEC, as a method of composition selection, which resulted in the alloy Mg35Al15Ti25V10Zn15. This alloy was synthesized by mechanical alloy (MA) and reactive milling (RM), structurally characterized and its hydrogen storage properties were analyzed. The alloy produced by MA was composed of a BCC phase, with an amount of unmixed Mg, absorbing about 2.5 %p. of H2 at 375°C and 4 MPa. The alloy produced by RM was composed of a mixture of a face centered cubic (FCC) hydride and MgH2, having a desorption capacity of 2.75 %p. H2. Furthermore, the desorption behavior was analyzed, and it was observed that MgH2 is the first to desorb and the desorption sequence is complete after the decomposition of the FCC and body centered tetragonal (BCT) phases, leading to the formation of the BCC phase.
publishDate 2022
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2022-02-23T12:34:35Z
dc.date.available.fl_str_mv 2022-02-23T12:34:35Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2022-02-14
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv FERRAZ, Mariana de Brito. Design, síntese e caracterização de ligas multicomponentes contendo Mg para armazenagem de hidrogênio. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15633.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15633
identifier_str_mv FERRAZ, Mariana de Brito. Design, síntese e caracterização de ligas multicomponentes contendo Mg para armazenagem de hidrogênio. 2022. Dissertação (Mestrado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2022. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15633.
url https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15633
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.relation.confidence.fl_str_mv 600
600
dc.relation.authority.fl_str_mv 568abd57-0e60-4552-b88c-e4fa0419bac1
dc.rights.driver.fl_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil
http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais - PPGCEM
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFSCar
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFSCAR
instname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron:UFSCAR
instname_str Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
instacron_str UFSCAR
institution UFSCAR
reponame_str Repositório Institucional da UFSCAR
collection Repositório Institucional da UFSCAR
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15633/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_MarianaFerraz.pdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15633/2/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15633/3/license_rdf
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15633/4/Disserta%c3%a7%c3%a3o_MarianaFerraz.pdf.txt
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15633/6/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.txt
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15633/5/Disserta%c3%a7%c3%a3o_MarianaFerraz.pdf.jpg
https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15633/7/BCO%20carta%20comprovante%20autoarquivamento.pdf.jpg
bitstream.checksum.fl_str_mv 4c4874dd9839fa2677eca2db1c5d2ab3
49a2259353cc389eb0b8317dc93076bb
e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34
62b794b6b16c5278af95d3d854eb38c0
4dcb3e2cb8bf6624e7685a2466469143
5ccd6a6fbe3faf301c21f5cb394265d3
3bfbed3ae75d2e6cd2aee191ecdcff1c
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1813715643522875392