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Estudio de los parámetros termodinámicos para el diseño y construcción de un sistema de almacenamiento de hidrógeno usando metales de transición

Resumen

Debido a la necesidad de investigar materiales con la propiedad de almacenar hidrógeno, se fabricó un dispositivo con capacidad de hacer experimentos de absorción y desorción de hidrógeno mediante hidruros metálicos. El sistema posee un rango de operación de 25°C - 400°C de temperatura y 1 bar - 65 bar de presión, permite almacenar y visualizar los valores de la presión y temperatura en tiempo real durante todo el proceso de formación del hidruro. El presente trabajo muestra el proceso de diseño del dispositivo, la síntesis de los hidruros metálicos TiHx, Vx Hx y el estudio de sus parámetros termodinámicos en el proceso de absorción de hidrógeno en estado sólido. Se realizó el proceso de molienda en el molino planetario (Retch PM100) con el objetivo de sintetizar la aleación metálica Tix Vx Crx y realizar su posterior hidruración. La aleación no pudo ser obtenida. Sin embargo, el polvo metálico resultante fue caracterizado mediante el método de difracción de rayos X previa, y posteriormente, al proceso de hidruración. Se realizó un segundo análisis para polvo de titanio puro bajo diferentes tiempos de molienda con el propósito de determinar su influencia en la cinética de la reacción durante los procesos de activación e hidruración. Las muestras fueron caracterizadas por medio de la técnica de difracción de rayos X, y como proceso complementario, se realizó microscopía electrónica de barrido para identificar cambios en la morfología, tamaño de partículas o aglomerado del polvo. Se obtuvieron los hidruros metálicos TiH2, Ti2 H, V2 H y β-V2 H y se logró determinar las propiedades termodinámicas de la reacción en cada muestra, así como la influencia directa entre el tiempo de molienda en la cinética de la reacción y la cuantificación del hidrógeno absorbido.