Armazenamento de Hidrog nio atrav s de TiH2 1SCHWANKE, C. M.;2SCHAFFER L.; 1SENA, Luciana R..; 1Universidade Federa

1. Armazenamento de Hidrog�nio atrav�s de TiH21SCHWANKE, C. M.;2SCHAFFER L.; 1SENA, Luciana R..; 1Universidade Federal do Pampa � UNIPAMPACentro de Ci�ncias Exatas e Tecnol�gicas � Campus Bag� � RS2Universidade Federal do Rio Grande Sul- UFRGS

2. Introdu��o O potencial do hidrog�nio: Modifica��o da matriz energ�tica de v�rios setores industriais; C�lulas a combust�vel; Redu��o da polui��o ambiental.

3. Introdu��o Problemas: Seguran�a (Por ser a menor mol�cula � mais f�cil escapar por soldas, defeitos de corros�o, v�lvulas, juntas, etc.);

4. Transporte sob a forma l�quida ou gasosa (Hidrog�nio � capaz de difundir-se em materiais que s�o imperme�veis a outros gases. Esta situa��o � agravada pelo fato de que uma pequena fra��o de mol�culas do g�s de hidrog�nio podem dissociar-se na superf�cie do material. A Difus�o de hidrog�nio at�mico atrav�s do material ocorre em seguida, afetando o desempenho mec�nico dos materiais. Hidrog�nio gasoso pode acumular-se em pequenas bolsas internas no material, provocando fissuras).

5. Introdu��o Alternativa para o armazenamento: Hidretos met�licos; Tit�nio: por absorver alta quantidade de hidrog�nio.

6. Objetivo Analisar a adsor��o/desor��o de hidrog�nio (matriz met�lica); Viabilidade do processo utilizado (HDH); da mat�ria-prima (sucata); do metal.

7. Vantagens  Armazenamento em TiH2 Estabilidade do H2 no metal (matriz met�lica). N�o � necess�rio manter alt�ssimas press�es ou baix�ssimas temperaturas para o armazenar. Hidretos TiH2: Maior seguran�a para armazenamento. Liga��o revers�vel entre o hidrog�nio e o metal.

8. Materiais e M�todos A produ��o do hidreto foi realizada com chapas de sucatas de tit�nio comercialmente puro (Ti-CP) como mat�ria-prima da Empresa Ti-Brasil Ltda. Mat�ria-prima (Ti-CP) Composi��o qu�mica da mat�ria-prima (Ti-CP)

9. Para o seu Processamento foi usado o Processo de Hidreta��o-Dehidreta��o (HDH)

11. Adsor��o (hidreta��o) Forma��o do hidreto atrav�s da adsor��o de hidrog�nio: Fragilizando o material de partida (metal); Par�metros (te�ricos e experimentais): Diagramas de fase Ti-O e Ti-H. A adsor��o em alto v�cuo: Temperaturas de 450oC a 700oC, por 4h.

12. Curva de aquecimento usada na adsor��o

13. Esquema do processo de adsor��o de hidrog�nio num hidreto met�lico (Schlapbach e Z�ttel 2001) No processo de adsor��o, as mol�culas do g�s hidrog�nio (H2) aderem � superf�cie met�lica e separam-se em �tomos de hidrog�nio (H). Posteriormente, esses �tomos de hidrog�nio penetram no interior da matriz met�lica, formando uma nova subst�ncia s�lida denominada de �hidreto met�lico�. Durante a forma��o do hidreto, a estrutura f�sica dos �tomos de metal (matriz met�lica) altera-se, expandindo de forma a �acomodar� os �tomos de hidrog�nio.

14. Cominui��o O hidreto foi levado ao moinho com esferas de a�o inoxid�vel de 15 mm, rota��o de � 30 rpm, com tempos de 4h, 6h, 10h.

15. Desor��o (dehidreta��o) O Hidreto de Tit�nio (TiH2) - sob a forma de p� � desgaseificado (desorvido): Mesmas condi��es de v�cuo da hidreta��o; Temperaturas de 300oC a 650oC, por 6h.

16. Curva de aquecimento de desor��o

17. Resultados e Discuss�o Adsor��o Nesta etapa caso exista �tomos impuros ou contamina��o intersticial atrav�s de elementos como (C, O e N, em n�veis elevados) na rede cristalina do metal estes reduzem o n�mero de espa�os dispon�veis para absor��o do hidrog�nio, impedindo o processo de fragiliza��o, diminuindo desta maneira a efici�ncia da adsor��o de hidrog�nio. Experimentalmente, observou-se que a temperatura �tima obtida nas amostras para esta decomposi��o foi de 650 oC, com teor de hidrog�nio de 3,74% (em peso).

19. Fase ? (TiH2) Estrutura do cristal.

20. Fase ? (TiH2) Microestrutura: Fase Lamelar Alongada Estrutura � c�bica de face centrada com par�metro de rede a=4.45�.

21. Cominui��o Devido o processo HDH usando a moagem para a cominui��o do material fragilizado, pode-se fazer o controle da granulometria do p� (part�culas), de acordo com o tempo de moagem, conforme a necessidade e o tipo de processo a ser utilizado. Isso � uma vantagem porque quando aumentamos o tempo de moagem, conseq�entemente, diminuiu o tamanho de part�culas (em 10h de moagem obteve-se tamanho m�dio de part�culas de 20�m), podendo-se obter tamanho de part�culas nano, que ser� um dos objetos de estudo na continuidade deste trabalho.

22. Desor��oO espectro de difra��o de raio-x, ap�s a etapa desor��o, mostra uma microestrutura com constituintes somente compostos da fase ?, indicando a efici�ncia na desor��o do hidrog�nio. Espectro da difra��o de raio-x do material dehidretado (Ti-HDH).

23. Composi��o qu�mica do material dehidretado, Ti-HDH. Verificou-se tamb�m que o m�ximo v�cuo conseguido, no final da etapa de desor��o, diminuiu com o aumento da temperatura o que pode ser justificado pelo aumento na quantidade de contaminantes desprendidos no sistema, como no caso o hidrog�nio. Na composi��o qu�mica, de acordo com o tamanho de part�culas do tit�nio desorvido (Ti-HDH), observou-se a redu��o do conte�do de hidrog�nio no metal, retornando a n�veis pr�ximos ao do material de partida, quanto menor o tamanho de part�cula.

24. Conclus�es O hidrog�nio pode ser adsorvido na matriz do metal e em seguida removido do hidreto de tit�nio. Deve-se evitar contamina��es e filme �xido. As difra��es de raios-x n�o mostraram consider�vel forma��o de �xidos, Verificou-se teores adequados de O, H e N. Conseq�entemente, efici�ncia na adsor��o e desor��o de H.

25. Conclus�es O hidreto de tit�nio � est�vel, ou seja inerte nesta forma. Maior seguran�a, evitando riscos de transporte e armazenamento do H. O processo HDH tem bom controle de part�culas. Aplica��o em c�lulas combust�vel estacion�rias ou m�veis.

26. Obrigada! cristine.schwanke@unipampa.edu.br Tel. +55 +53 3242 9367 /ramal 24