Última alteração: 2021-02-25
Resumo
Hidretos metálicos podem ser usados para armazenagem de hidrogênio em aplicações estacionárias e móveis. Entretanto, um dos desafios é a sua sensibilidade à umidade e ao gás oxigênio no ar. A exposição de pós metálicos ao ar causa em diversos casos a redução da capacidade gravimétrica, redução das taxas de reação e até mesmo pode ser um risco para a segurança dos sistemas. A obtenção de materiais e compósitos que ofereçam elevada resistência ao ar poderia significar uma grande vantagem em termos da viabilidade do uso de tecnologias de hidrogênio em algumas aplicações. O objetivo deste trabalho foi de, a partir da produção e caracterização do compósito (Mg2Ni-PEIS, 80-20 p.%) em sua morfologia e propriedades de hidrogenação, realizar uma comparação entre as propriedades dos materiais com e sem revestimento polimérico para diversos tempos de exposição controlada ao ar e assim averiguar a viabilidade técnica de utilizar a polieterimida sulfonada (PEIS) para recobrimento de pós metálicos do sistema Mg-Ni-H. Os pós metálicos foram preparados por duas rotas de moagem de alta energia (HEBM), sendo a primeira com um maior poder de moagem e a segunda com menor e seguida de tratamento térmico; os compósitos seriam produzidos pelo método de solubilização e evaporação do solvente. Estas amostras foram caracterizadas estruturalmente pela técnica de difração de raios-x (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV), e caracterizadas termicamente pela técnica de calorimetria exploratória diferencial (DSC). Por fim, elas também foram caracterizadas nas suas propriedades de cinética de armazenamento de hidrogênio a partir de um aparato de volumetria tipo Sieverts sob temperatura de 300 °C. Resultados obtidos durante a investigação demonstraram que o principal produto da moagem foi a fase Mg2Ni. O Mg2Ni puro e sem exposição ao ar obteve em torno de 2,1 p.% de absorção de hidrogênio na primeira moagem, equivalente a um rendimento de 59% comparado a capacidade teórica da liga (3,6 p.%); na segunda moagem, esta liga sem exposição ao ar obteve 3,5 p.% de absorção de hidrogênio, equivalente a um rendimento de 97%. O Mg2Ni puro de ambas as moagens foi exposto por 1 dia, 1 semana e 1 mês ao ar, e como resultado teve uma queda de capacidade. Em relação ao experimento de investigação cinética sem exposição ao ar, a queda relativa foi de mais de 90%. Conclui-se que o poder de moagem e o tratamento térmico afetam diretamente nas propriedades de absorção de H2 do Mg2Ni; o primeiro teste de revestimento polimérico com polieterimida atuou de forma satisfatória, fornecendo uma significativa proteção às partículas metálicas da exposição ao ar. O revestimento polimérico apresentou um grande potencial de melhoramento do seu desempenho, e a qualidade da superfície dependeu de diversos fatores como a taxa de precipitação do polímero e o nível de aglomeração dos pós metálicos. Acredita-se que o revestimento de polieterimida sulfonada seja ainda mais eficiente, devido às melhores interações com as partículas metálicas devido aos grupos sulfonas.