Orientadores: Ricardo Floriano, Leonardo Tomazeli Duarte

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Aplicadas

Resumo: Hidretos metálicos estão entre os principais materiais pesquisados para o armazenamento de hidrogênio no estado sólido devido à sua segurança e eficácia. A diversidade de características necessárias para a viabilidade das aplicações utilizando hidretos metálicos, no entanto, torna bastante...

Resumo: Hidretos metálicos estão entre os principais materiais pesquisados para o armazenamento de hidrogênio no estado sólido devido à sua segurança e eficácia. A diversidade de características necessárias para a viabilidade das aplicações utilizando hidretos metálicos, no entanto, torna bastante complexo o problema de escolha do material mais promissor. Neste sentido, este trabalho aplicou métodos MCDA (Multi-Criteria Decision Analysis ¿ Análise Multicritério de Decisão) como ferramenta de análise de alguns materiais bem documentados na literatura. Os dois métodos MCDA utilizados foram o Promethee II e o VIKOR, visando fornecer aos pesquisadores informações de comparação do desempenho dos hidretos metálicos sob o ponto de vista de alguns critérios de avaliação estabelecidos pelo Departamento de Energia dos EUA (DOE) como requisitos mínimos para a viabilidade técnica e econômica do hidrogênio como fonte de energia em aplicações móveis. Utilizando como métrica a distância de Kendall-tau, os resultados gerados pelos dois métodos MCDA foram avaliados em cenários onde a importância relativa dos critérios em relação aos demais assume diferentes valores. Adicionalmente, foram avaliadas a síntese, caracterização e as propriedades de armazenagem de hidrogênio de duas ligas promissoras ainda não reportadas na literatura, de composição MgVCr e MgTiVCrFe. As amostras foram preparadas por moagem reativa sob atmosfera de hidrogênio e tiveram suas micro e nanoestrutura caracterizadas através de difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e transmissão (MET), dentre outras técnicas, enquanto o comportamento cinético de ativação, absorção e dessorção de hidrogênio foi estudado em aparato do tipo Sievert. Os métodos multicritério produziram bons resultados em todos os cenários simulados, mostrando-se uma abordagem viável e ainda pouco explorada em problemas de seleção de materiais. A avaliação experimental das ligas sugere formação de microestrutura favorável à absorção de hidrogênio. A ativação das ligas têm mostrado-se complexa, embora a ativação por processos de deformação plástica severa tais como a torção sob altas pressões (HPT) exibem resultados ligeiramente superiores aos encontrados para a ativação térmica

Abstract: Metal hydrides are one of the most researched materials for solid-state hydrogen storage due to its safety and efficiency. The variety of characteristics needed to metallic hydrides applicability, however, makes the problem of choosing the most promising material a difficult one. In this...

Abstract: Metal hydrides are one of the most researched materials for solid-state hydrogen storage due to its safety and efficiency. The variety of characteristics needed to metallic hydrides applicability, however, makes the problem of choosing the most promising material a difficult one. In this sense, this research applied Multi-Criteria Decision Aid (MCDA) methods as analysis tools in some highlighted hydrides in literature. The two MCDA methods used are Promethee II and VIKOR and aims to provide to researchers some performance comparisons under the view of three targets established by US Department of Energy (DOE) as minimum technical and economical requirements to the application of hydrogen as a energy source in mobile systems. Using the Kendall-tau distance as a measure, results were evaluated at scenarios where criteria relative importance were setted differently. In addition, we evaluated synthesis, characterization and hydrogen storage properties of two new and promising alloys not yet reported in literature. Samples of MgVCr and MgTiVCrFe were prepared by reactive milling and its micro and nanostructure were studied by X-ray diffraction (XRD), scanning (SEM) and transmission electronic microscopy (TEM), among other techniques, while its hydrogen absorption and desorption kinetic behavior were evaluated using a Sieverts-type apparatus. MCDA methods demonstrated good results in all simulated scenarios, showing a viable and not yet well-exploited approach in materials selection problems. Activation process had shown to be complex, though activation by severe plastic deformation process like High-Pressure Torsion (HPT) has exhibited results slightly better than found in thermal activation

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