Ref.: MmeMge06-003

Formação e crescimento dos hidretos de nióbio em uma estrutura cúbico de corpo centrado durante a hidrogenação eletroquímica

Apresentador: Audrey Marie Bedoch

Autores (Instituição): Bedoch, A.M.(Universidade Federal de São Carlos); Koga, G.Y.(Universidade Federal de São Carlos); Zepon, G.(Universidade Federal de São Carlos);

Resumo:
A armazenagem de energia representa um desafio científico crucial para impulsionar fontes sustentáveis, como solar, marés e eólica. No entanto, essas fontes são intermitentes, exigindo métodos de armazenagem adequados. Hidretos metálicos são promissores para armazenar hidrogênio no estado sólido, de maneira segura. Alguns metais podem formar hidretos através da reação direta com o gás hidrogênio ou de reações eletroquímicas em meio alcalino. Compreender o comportamento da hidrogenação eletroquímica de diferentes metais e ligas é fundamental para o desenvolvimento de materiais novos e otimizados para armazenamento de hidrogênio no estado sólido. O nióbio é um metal cúbico de corpo centrado (CCC) promissor que forma hidretos de NbH0,89 e NbH2. No entanto, os hidretos de Nb formados durante hidrogenação eletroquímica através de carregamento catódico em meio alcalino são irreversíveis, não sendo possível a sua dessorção através de imposição de elevados potenciais anódicos [1]. Portanto, estudamos a formação e o crescimento desses hidretos durante a hidrogenação/desidrogenação eletroquímica do Nb. O comportamento eletroquímico da interface metal-eletrólito durante reações de hidrogenação/desidrogenação foi avaliado através de polarização potenciodinâmica e de espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS) em solução alcalina. As fases formadas e sua morfologia durante a hidrogenação e aquelas presentes após a dessorção foram investigadas por difração de raios X (DRX) e por técnica de difração de elétrons retro-espalhados (EBSD) em microscópio eletrônico de varredura (MEV). As análises de DRX e MEV revelam a existência de hidretos com morfologias típicas de fases formadas por transformação displasiva, com relações de orientação entre a matriz e o hidreto bem definidas. Estas medidas, permitiram compreender o mecanismo de formação dos hidretos e criar uma hipótese que explica a irreversibilidade dos hidretos de Nb durante ensaios de descarregamento eletroquímico. [1] A.M. Bedoch, G.Y. Koga, R.P. Nogueira, G. Zepon, On the electrochemical hydrogenation of Nb: An insight into the effect of hydrogen absorption on the kinetics of the hydrogen evolution reaction, Electrochim. Acta. 389 (2021) 138626. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2021.138626.