Ligas à base de ferro-titânio para aplicações de armazenamento de hidrogênio

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Batista, Meigga Juliane Soares Mello
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/7842
Resumo: Nas últimas décadas, alguns países têm alterado a sua matriz energética motivados por questões ambientais e econômicas. O hidrogênio (H2) se destaca por ser uma fonte de energia limpa e seu armazenamento na forma de hidretos em ligas metálicas é promissor. Dentre estas, as ligas titânio-ferro (TiFe) apresentam baixo custo e boa ciclabilidade, porém baixa capacidade de absorção e difícil ativação. Com adição de elementos de transição, a absorção de H2 ocorre a temperatura ambiente, sob pressão moderada e sem necessidade de tratamentos térmicos para ativação. Neste trabalho foram adicionados vanádio (V) e zircônio (Zr) nas ligas de TiFe para melhorar as propriedades de absorção. Para produção das amostras foi utilizado fusão a arco elétrico e moagem mecânica, com resfriamentos natural e acelerado por suction casting. Já para caracterização, foram utilizados Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios-X (EDS), Curvas de Cinética de Absorção e Dessorção e Espectroscopia de Dessorção Térmica (TDS). As amostras com V foram resfriadas naturalmente e apresentaram capacidade de absorção de H2 entre 0,9 % e 1,9 % em peso. Já as amostras com Zr passaram pelos dois processos de resfriamento e demonstraram um desempenho superior com absorção máxima de 2,0 e 2,2% para os resfriamentos natural e acelerado, respectivamente. Assim, a adição do Zr se mostrou mais eficiente do que o V e a técnica de resfriamento rápido diminuiu o tempo de absorção indicando ser um processo mais vantajoso para a formação de hidretos.
id UFRJ_fdf6f89ba7279059f13b88f04c9130d9
oai_identifier_str oai:pantheon.ufrj.br:11422/7842
network_acronym_str UFRJ
network_name_str Repositório Institucional da UFRJ
repository_id_str
spelling Batista, Meigga Juliane Soares Mellohttp://lattes.cnpq.br/8478980831464857Jardim, Paula MendesBalbino, Tiago AlbertiniSantos, Dilson Silva dos2019-05-09T16:38:01Z2023-11-30T03:01:32Z2018-10http://hdl.handle.net/11422/7842Nas últimas décadas, alguns países têm alterado a sua matriz energética motivados por questões ambientais e econômicas. O hidrogênio (H2) se destaca por ser uma fonte de energia limpa e seu armazenamento na forma de hidretos em ligas metálicas é promissor. Dentre estas, as ligas titânio-ferro (TiFe) apresentam baixo custo e boa ciclabilidade, porém baixa capacidade de absorção e difícil ativação. Com adição de elementos de transição, a absorção de H2 ocorre a temperatura ambiente, sob pressão moderada e sem necessidade de tratamentos térmicos para ativação. Neste trabalho foram adicionados vanádio (V) e zircônio (Zr) nas ligas de TiFe para melhorar as propriedades de absorção. Para produção das amostras foi utilizado fusão a arco elétrico e moagem mecânica, com resfriamentos natural e acelerado por suction casting. Já para caracterização, foram utilizados Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios-X (EDS), Curvas de Cinética de Absorção e Dessorção e Espectroscopia de Dessorção Térmica (TDS). As amostras com V foram resfriadas naturalmente e apresentaram capacidade de absorção de H2 entre 0,9 % e 1,9 % em peso. Já as amostras com Zr passaram pelos dois processos de resfriamento e demonstraram um desempenho superior com absorção máxima de 2,0 e 2,2% para os resfriamentos natural e acelerado, respectivamente. Assim, a adição do Zr se mostrou mais eficiente do que o V e a técnica de resfriamento rápido diminuiu o tempo de absorção indicando ser um processo mais vantajoso para a formação de hidretos.In the last decades, some countries have changed their energy matrix motivated by environmental and economic issues. Hydrogen (H2) stands out as a source of clean energy and your storage in the form of hydrides in metal alloys is promising. Among these, titanium-iron alloys (TiFe) present low cost and good cycling, but low absorption capacity and difficult activation. With addition of transition elements, H2 absorption occurs at room temperature, under moderate pressure and without the need for heat treatments for activation. In this work, vanadium (V) and zirconium (Zr) were added in the TiFe alloys to improve the absorption properties. For the production of the samples, electric arc fusion and mechanical grinding were used, with natural cooling and accelerated by suction casting. X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Dispersive Energy Spectroscopy (EDS), Absorption and Desorption Kinetics Curves and Thermal Desorption Spectroscopy (TDS) were used for characterization. The samples with V were naturally cooled and exhibited H2 absorption capacity of between 0.9 and 1.9 wt%. However, the samples with Zr passed through the two cooling processes and demonstrated superior performance with maximum absorption of 2.0 and 2.2% for natural and accelerated cooling, respectively. Thus, addition of Zr proved to be more efficient than V and the rapid cooling technique decreased the time of absorption indicating to be a more advantageous process for the formation of hydrides.Submitted by Aglair Aguiar (aglair@ct.ufrj.br) on 2019-05-09T16:38:01Z No. of bitstreams: 1 877477.pdf: 2457575 bytes, checksum: 761630943e35bf611d96ff3daf39844d (MD5)Made available in DSpace on 2019-05-09T16:38:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 877477.pdf: 2457575 bytes, checksum: 761630943e35bf611d96ff3daf39844d (MD5) Previous issue date: 2018-10porUniversidade Federal do Rio de JaneiroPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de MateriaisUFRJBrasilInstituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de EngenhariaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICAEngenharia metalúrgica e de materiaisLigas TiFeArmazenamento de hidrogênioLigas à base de ferro-titânio para aplicações de armazenamento de hidrogênioinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisabertoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRJinstname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)instacron:UFRJORIGINAL877477.pdf877477.pdfapplication/pdf2457575http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/7842/1/877477.pdf761630943e35bf611d96ff3daf39844dMD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81853http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/7842/2/license.txtdd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255MD5211422/78422023-11-30 00:01:32.487oai:pantheon.ufrj.br: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Repositório de PublicaçõesPUBhttp://www.pantheon.ufrj.br/oai/requestopendoar:2023-11-30T03:01:32Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Ligas à base de ferro-titânio para aplicações de armazenamento de hidrogênio
title Ligas à base de ferro-titânio para aplicações de armazenamento de hidrogênio
spellingShingle Ligas à base de ferro-titânio para aplicações de armazenamento de hidrogênio
Batista, Meigga Juliane Soares Mello
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Engenharia metalúrgica e de materiais
Ligas TiFe
Armazenamento de hidrogênio
title_short Ligas à base de ferro-titânio para aplicações de armazenamento de hidrogênio
title_full Ligas à base de ferro-titânio para aplicações de armazenamento de hidrogênio
title_fullStr Ligas à base de ferro-titânio para aplicações de armazenamento de hidrogênio
title_full_unstemmed Ligas à base de ferro-titânio para aplicações de armazenamento de hidrogênio
title_sort Ligas à base de ferro-titânio para aplicações de armazenamento de hidrogênio
author Batista, Meigga Juliane Soares Mello
author_facet Batista, Meigga Juliane Soares Mello
author_role author
dc.contributor.authorLattes.pt_BR.fl_str_mv http://lattes.cnpq.br/8478980831464857
dc.contributor.author.fl_str_mv Batista, Meigga Juliane Soares Mello
dc.contributor.referee1.fl_str_mv Jardim, Paula Mendes
dc.contributor.referee2.fl_str_mv Balbino, Tiago Albertini
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Santos, Dilson Silva dos
contributor_str_mv Jardim, Paula Mendes
Balbino, Tiago Albertini
Santos, Dilson Silva dos
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
topic CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALURGICA
Engenharia metalúrgica e de materiais
Ligas TiFe
Armazenamento de hidrogênio
dc.subject.por.fl_str_mv Engenharia metalúrgica e de materiais
Ligas TiFe
Armazenamento de hidrogênio
description Nas últimas décadas, alguns países têm alterado a sua matriz energética motivados por questões ambientais e econômicas. O hidrogênio (H2) se destaca por ser uma fonte de energia limpa e seu armazenamento na forma de hidretos em ligas metálicas é promissor. Dentre estas, as ligas titânio-ferro (TiFe) apresentam baixo custo e boa ciclabilidade, porém baixa capacidade de absorção e difícil ativação. Com adição de elementos de transição, a absorção de H2 ocorre a temperatura ambiente, sob pressão moderada e sem necessidade de tratamentos térmicos para ativação. Neste trabalho foram adicionados vanádio (V) e zircônio (Zr) nas ligas de TiFe para melhorar as propriedades de absorção. Para produção das amostras foi utilizado fusão a arco elétrico e moagem mecânica, com resfriamentos natural e acelerado por suction casting. Já para caracterização, foram utilizados Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia por Energia Dispersiva de Raios-X (EDS), Curvas de Cinética de Absorção e Dessorção e Espectroscopia de Dessorção Térmica (TDS). As amostras com V foram resfriadas naturalmente e apresentaram capacidade de absorção de H2 entre 0,9 % e 1,9 % em peso. Já as amostras com Zr passaram pelos dois processos de resfriamento e demonstraram um desempenho superior com absorção máxima de 2,0 e 2,2% para os resfriamentos natural e acelerado, respectivamente. Assim, a adição do Zr se mostrou mais eficiente do que o V e a técnica de resfriamento rápido diminuiu o tempo de absorção indicando ser um processo mais vantajoso para a formação de hidretos.
publishDate 2018
dc.date.issued.fl_str_mv 2018-10
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2019-05-09T16:38:01Z
dc.date.available.fl_str_mv 2023-11-30T03:01:32Z
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.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/11422/7842
url http://hdl.handle.net/11422/7842
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio de Janeiro
dc.publisher.program.fl_str_mv Programa de Pós-Graduação em Engenharia Metalúrgica e de Materiais
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFRJ
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.publisher.department.fl_str_mv Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa de Engenharia
publisher.none.fl_str_mv Universidade Federal do Rio de Janeiro
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRJ
instname:Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
instacron:UFRJ
instname_str Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
instacron_str UFRJ
institution UFRJ
reponame_str Repositório Institucional da UFRJ
collection Repositório Institucional da UFRJ
bitstream.url.fl_str_mv http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/7842/1/877477.pdf
http://pantheon.ufrj.br:80/bitstream/11422/7842/2/license.txt
bitstream.checksum.fl_str_mv 761630943e35bf611d96ff3daf39844d
dd32849f2bfb22da963c3aac6e26e255
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRJ - Universidade Federal do Rio de Janeiro (UFRJ)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1784097139696074752

Registros relacionados