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Presentemente, o hidrogénio é considerado a alternativa mais promissora aos combustíveis fósseis. A falta de regulamentação relativamente à segurança e utilização do hidrogénio como combustível, bem como a necessidade do desenvolvimento sustentável de materiais para o seu armazenamento, exemplificam algumas das barreiras à comercialização. A avaliação de sistemas de armazenamento deve ter em consideração factores como a densidade energética, o custo, a segurança e a facilidade de produção. Até este momento, nenhum sistema disponível satisfaz os requisitos necessários para uma ampla aceitação, o que tem promovido um grande esforço de investigação na área dos hidretos metálicos para armazenamento de hidrogénio. Neste projecto pretende-se aumentar a capacidade de armazenamento e diminuir as temperaturas de desorção (< 100°C) de hidretos metálicos de uma família de intermetálicos nanoestructurados baseados nas ligas Fe-Ti, utilizando "ball milling"para a sua síntese. Numa análise sistemática utilizando termodinâmica estatística, os parâmetros que representam a interacção atómica do metal hóspede e o hidrogénio serão avaliados e produzidos modelos para a sua configuração atómica. A informação obtida será utilizada para a simulação de curvas P-T-x para o sistema em estudo, do qual existem dados obtidos por membros da equipa de Investigação, em estudos prévios.
Enquanto que aos parâmetros termodinâmicos e cinéticos para a absorção/desabsorção de hidrogénio são necessários para estimar as temperaturas e pressões óptimas dos sistemas de armazenamento existem um número de propriedades que devem ser também consideradas: activação, efeitos das impurezas, estabilidade na ciclagem, segurança no manuseamento, entre outras. Neste projecto, os hidretos metálicos são activados in-situ durante a sua síntese utilizando como aditivos hidretos químicos ou compostos nano-estructurados obtidos por via química, evitando procedimentos de activação que envolvem altas temperaturas e pressõ  |
Resumo
Presentemente, o hidrogénio é considerado a alternativa mais promissora aos combustíveis fósseis. A falta de regulamentação relativamente à segurança e utilização do hidrogénio como combustível, bem como a necessidade do desenvolvimento sustentável de materiais para o seu armazenamento, exemplificam algumas das barreiras à comercialização. A avaliação de sistemas de armazenamento deve ter em consideração factores como a densidade energética, o custo, a segurança e a facilidade de produção. Até este momento, nenhum sistema disponível satisfaz os requisitos necessários para uma ampla aceitação, o que tem promovido um grande esforço de investigação na área dos hidretos metálicos para armazenamento de hidrogénio. Neste projecto pretende-se aumentar a capacidade de armazenamento e diminuir as temperaturas de desorção (< 100°C) de hidretos metálicos de uma família de intermetálicos nanoestructurados baseados nas ligas Fe-Ti, utilizando "ball milling"para a sua síntese. Numa análise sistemática utilizando termodinâmica estatística, os parâmetros que representam a interacção atómica do metal hóspede e o hidrogénio serão avaliados e produzidos modelos para a sua configuração atómica. A informação obtida será utilizada para a simulação de curvas P-T-x para o sistema em estudo, do qual existem dados obtidos por membros da equipa de Investigação, em estudos prévios.
Enquanto que aos parâmetros termodinâmicos e cinéticos para a absorção/desabsorção de hidrogénio são necessários para estimar as temperaturas e pressões óptimas dos sistemas de armazenamento existem um número de propriedades que devem ser também consideradas: activação, efeitos das impurezas, estabilidade na ciclagem, segurança no manuseamento, entre outras. Neste projecto, os hidretos metálicos são activados in-situ durante a sua síntese utilizando como aditivos hidretos químicos ou compostos nano-estructurados obtidos por via química, evitando procedimentos de activação que envolvem altas temperaturas e pressões. O efeito da oxidação superficial nos processos de activação será examinado na presença de 02, CO, CO2 e H20 em condições pre-seleccionadas. A caracterização electroquímica será instrumental no aprofundamento dos processos limitantes da cinética da carga/descarga de hidrogénio e na identificação de critérios de reversibilidade. As curvas P-T-x para os melhores hidretos serão construídas por método electroquímico coulométrico e também utilizando um aparelho de Sieverst para pressões menores do que 50 bar. A entalpia de hidrogenação será calculada utilizando a equação de Vant'Hoff para procedimentos de activação diferentes. O efeito de aditivos e elementos substituintes será avaliado. A capacidade máxima de absorção deve também ter em consideração uma melhoria na condutividade térmica que será conseguida utilizando aditivos metálicos porosos, estudos de simulação acompanham esta iniciativa. A interactividade das tarefas propostas no projecto e carácter interdisciplinar e a qualificado da sua equipa contribuirão para o sucesso do projecto. |