Papel de los aditivos en los sistemas composites de hidruros metálicos reactivos para almacenamiento de hidrógeno

Dada la problemática actual por el agotamiento a corto-medio plazo de los combusti-bles fósiles y los cambios climáticos causados por el efecto invernadero, se hace necesaria la reconsideración de una política energética global. El hidrógeno como vector de transporte y almacenamiento de energía es un candidato muy atractivo por tratarse de una alternativa viable y limpia. En el presente proyecto se propone el estudio de los llamados sistemas composites de hidruros reactivos (RHC) para almacenamiento de hidrógeno. Estos sistemas se basan en acoplar un hidruro metálico sencillo (i.e. MgH2) con un hidruro complejo (típicamente un compuesto borohidruro, i.e LiBH4) para dar una reacción reversible que produce o consume hidrógeno. El sistema puede así usarse como material para almacenamiento de hidrógeno de acuerdo a la siguiente reacción: MgH2+2LiBH4 ↔ MgB2+LiH+4H2 (11.4 wt% capacidad de almacenamiento de hidrógeno). La reacción mejora el balance de calor, en comparación con el MgH2 puro, al reducir la liberación de calor durante el proceso de carga. Para mejorar los aspectos cinéticos (reducción de las temperaturas y tiempos de operación) se ha propuesto el uso de catalizadores y/o aditivos. El principal objetivo del proyecto es comprender el papel de estos aditivos para mejorar las cinéticas de sorción de hidrógeno. En particular se han seleccionado como aditivos para este estudio los productos comerciales Ti-Isopropoxide (TiO4C12H28), TiO2 y VCl3 . También se prepararan en nuestro laboratorio otros catalizadores como Co3B, Ni3B o RuCo que igualmente se ensayarán. Los sistemas se prepararán y activarán por molienda de alta energía de los dos mate-riales hidruros molidos juntos con ó sin aditivos (5-10 mol%). Los estudios cinéticos se llevarán a cabo a través de medidas de sorción gravimétrica y volumétrica de hidrógeno (desorción o absorción vs. tiempo a T constante) y de la calorimetría de barrido diferencial (DSC). Se llevará también a cabo un estudio exhaustivo de caracterización microestructural y química de los sistemas en las diferentes etapas (tras la molienda, desorbidos y re-absorbidos) con las si-guientes técnicas: Difracción de rayos X (XRD), microscopía electrónica de transmisión (TEM) acoplada al análisis EDX (energía dispersiva de rayos X) y EELS (espectroscopía de pérdida de energía de electrones), espectroscopía de fotoemisión (XPS) y espectroscopía de absorción de rayos X (XAS). El estudio comparativo de las muestras con y sin aditivos y la correlación entre los estudios cinéticos y el análisis microestructural y químico, deben clarificar el mecanismo de la mejora cinética producida por los aditivos. Estos mecanismos están a día de hoy lejos de ser comprendidos. Sobre la base del conocimiento adquirido se espera mejorar de manera significativa estos sistemas en relación a sus aplicaciones para almacenamiento de hidrógeno.

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