Estudio y caracterización del efecto de compuestos con titanio sobre el sistema hidruro Li-B-Mg-H con alta capacidad de almacenamiento de hidrógeno

Abstract

La falta de un medio para el almacenamiento de hidrógeno de modo seguro y eficiente es uno de los principales inconvenientes para el empleo del hidrógeno como nuevo vector de energía. El almacenamiento de hidrógeno en estado sólido mediante la formación de compuestos hidruros presenta la ventaja de alcanzaraltas capacidades de almacenamiento a temperaturas y presiones moderadas.En el presente trabajo se investiga el efecto de aditivos en base titanio (TiB2, LixTiO2) sobre el comportamiento cinético del sistema hidruro reactivo 2LiBH4+MgH2. Los resultados obtenidos muestran que la presencia de partículas nanométricas de fases titanato (LixTiO2) mejoran notablemente la primeradeshidrogenación no isotérmica del 2LiBH4+MgH2, reduciendo el tiempo de liberación completa de hidrógeno desde 35 h. hasta 2 h. A su vez, la adición de LixTiO2 mejora las cinéticas de hidrogenación/deshidrogenación isotérmicas. Mediante el empleo de técnicas avanzadas como la microscopía electrónica de transmisión y la espectroscopía Raman, entre otras, se evidenció que adición de LixTiO2 al sistema hidruro 2LiBH4+MgH2 permite la absorción/desorción de hidrógeno través de un mecanismo novedoso y reversible.

One of the main constraints for the implementation of hydrogen as energy carrier is the lack of an efficient and safe hydrogen storage system. Hydrogen storage in solid state through hydride compounds formation is a potential alternative to address this problem. In this work, it is studied the effect of different titanium based compounds (TiB2, LixTiO2) on the kinetic behavior of 2LiBH4+MgH2 reactive hydride composite. It is found that nanometric particles of titanates (LixTiO2) noticeably improve the first non-isothermal dehydrogenation behavior of the 2LiBH4+MgH2, reducing the complete H2 release time from 35 h to 2 h. Moreover, the LixTiO2 addition improves the isothermal hydrogenation/dehydrogenation kinetic behavior. The information gained by advanced techniques such as transmission electron microscopy and Raman spectroscopy, among others, help us to elucidate that the addition of LixTiO2 to 2LiBH4+MgH2 allows the hydrogen uptake/release via a novel and reversible mechanism.