Síntesis mecanicoquímica y propiedades de adsorción de hidrógeno de una aleación V-Ni
Autores: Palumbo, Oriele; Carboni, Nicholas; Trequattrini, Francesco; Brutti, Sergio; Paolone, Annalisa
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Síntesis mecanicoquímica y propiedades de adsorción de hidrógeno de una aleación V-Ni
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Vanadio
Hidrógeno
Aleación
Molienda de bolas
Síntesis
Hidrogenación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El vanadio puede almacenar grandes cantidades de hidrógeno (alrededor del 4% en masa). Sin embargo, solo la mitad de él puede ser absorbido de manera reversible. Para evitar este problema, se propusieron anteriormente varias sustituciones parciales, como el Ni. En este trabajo, exploramos la síntesis de una aleación V85Ni15 mediante molienda de bolas, un método más simple y escalable en comparación con la fusión por arco o inducción que se aplica normalmente a las aleaciones metálicas. Después de moler los polvos de los metales puros durante 15 horas en argón, las mediciones de SEM-EDX confirmaron la estequiometría del material sintetizado, que tiene una dimensión típica de partícula del orden de unos pocos micrones y está compuesta por la coalescencia de partículas primarias nanométricas. El XRD indicó una estructura cristalina BCC con un tamaño de grano típico de ~3 nm. El hidrógeno puede ser absorbido sin procedimientos de activación a altas temperaturas. Hasta H/M ~ 0.08, se puede observar la aparición de una solución sólida de hidrógeno en la aleación, mientras que a un contenido de hidrógeno más alto, es probable que ocurra la formación de un hidruro. El contenido máximo de hidrógeno es H/M ~ 0.4 a la presión máxima investigada en este estudio de p ~ 45 bar. Tanto la entalpía como la entropía de hidrogenación disminuyen a medida que aumenta el contenido de hidrógeno, y la forma de las isotermas de adsorción es diferente de la de V85Ni15 producida por fusión por inducción, posiblemente debido a las dimensiones nanométricas de las partículas producidas por molienda de bolas.
Descripción
El vanadio puede almacenar grandes cantidades de hidrógeno (alrededor del 4% en masa). Sin embargo, solo la mitad de él puede ser absorbido de manera reversible. Para evitar este problema, se propusieron anteriormente varias sustituciones parciales, como el Ni. En este trabajo, exploramos la síntesis de una aleación V85Ni15 mediante molienda de bolas, un método más simple y escalable en comparación con la fusión por arco o inducción que se aplica normalmente a las aleaciones metálicas. Después de moler los polvos de los metales puros durante 15 horas en argón, las mediciones de SEM-EDX confirmaron la estequiometría del material sintetizado, que tiene una dimensión típica de partícula del orden de unos pocos micrones y está compuesta por la coalescencia de partículas primarias nanométricas. El XRD indicó una estructura cristalina BCC con un tamaño de grano típico de ~3 nm. El hidrógeno puede ser absorbido sin procedimientos de activación a altas temperaturas. Hasta H/M ~ 0.08, se puede observar la aparición de una solución sólida de hidrógeno en la aleación, mientras que a un contenido de hidrógeno más alto, es probable que ocurra la formación de un hidruro. El contenido máximo de hidrógeno es H/M ~ 0.4 a la presión máxima investigada en este estudio de p ~ 45 bar. Tanto la entalpía como la entropía de hidrogenación disminuyen a medida que aumenta el contenido de hidrógeno, y la forma de las isotermas de adsorción es diferente de la de V85Ni15 producida por fusión por inducción, posiblemente debido a las dimensiones nanométricas de las partículas producidas por molienda de bolas.