Investigación

Hydrogen desorption process in Mg₂Ni hydrides

J.L. Iturbe–García^a,*, B.E. López–Muñoz^b, R. Basurto^b, and S. Millán^c

a Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, Departamento de Química, Km. 36.5 Car. México–Toluca 52740 Ocoyoacac, Edo. de Méx.
Tel: (0155)53–29–72–00 Ext. 2273; Fax: (0155) 53–29–73–01.

b Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, Departamento de Química, Km. 36.5 Car. México–Toluca 52740 Ocoyoacac, Edo. de Méx.

c Tecnológico de Monterrey, Campus Toluca, Dirección de Ciencias Básicas, E. Monroy C 2000, Sn Antonio Buenavista 50110 Edo. de Méx, e–mail: jig@nuclar.inin.mx, belm@nuclear.inin.mx, rbs@nuclear.inin.mx, sonia.millan@itesm.mx

Recibido el 22 de mayo de 2006
Aceptado el 8 de agosto de 2006

Abstract

One of the most interesting intermetallic compounds investigated for energy storage purposes has been the Mg₂Ni alloy which was prepared by mechanical alloying. Hence it was used here for hydriding–dehydriding implied mechanisms studies. Hydrogenation of milling prepared Mg₂Ni alloy samples under a 1 MPa H₂ flux at 473K for 5 min allowed the formation of two Mg₂Ni–hydrides which were identified by the empirical formulae Mg₂NiH₄ and Mg₂NiH_0.3 [1]. Dehydriding behavior along the temperature range from 298 to 623K was recorded by Thermo Gravimetric Analysis (TGA). TGA spectrum exhibited two weight decrease peaks. The maximum hydrogen amount desorbed was 3.95 ± 0.01 wt%. Isotherms between 470 and 600K, every 30K, were obtained by using the same technique, showing a discontinuity which might be associated with a dehydriding process taking place in two steps. Approximately 40–50% of the total H₂ content seems to be desorbed in the first faster step. The present results might confirm that the two hydrides formed present a differentiated desorption outline.

Keywords: Mg₂Ni alloy; hydriding/dehydriding; hydrogen storage material; dehydriding rates; intermetallic hydrides.

Resumen

El Mg₂Ni es uno de los compuestos intermetálicos que han despertado mayor interés para el almacenamiento de energía por medio de ciclos de adsorción–desorción de hidrógeno. En el presente trabajo, la aleación Mg₂Ni se obtuvo por molienda mediante el aleado mecánico y la hidrogenacion se llevó al cabo de acuerdo a lo reportado [1]. Mediante la hidrogenación, bajo un flujo de H₂ a 1 MPa y 473K durante 5 min., se obtuvieron dos hidruros: Mg₂NiH₄ y Mg₂NiH_0.3 en la proporcion 77.9/14.9% el otro 7.2% lo constituía Ni sin reaccionar. Por medio del analisis termogravimétrico (ATG), se determinó la rapidez de la desorción del hidrógeno con el aumento de la temperatura de 293 a 623K. El espectro de ATG mostró dos máximos. Los resultados muestran una capacidad máxima de hidrogenación de 3.95 ± 0.01% en peso. También por medio de la técnica ATG se obtuvieron isotermas entre 470 y 600K. Las curvas correspondientes presentaron una discontinuidad, lo cual se asoció con dos etapas de deshidrogenación. Se observó que en la primera etapa, la más rápida, el hidrógeno se desorbío aproximadamente entre 40–50%. Los resultados parecen indicar que los dos hidruros formados presentan su propio esquema de desorción.

Descriptores: Aleación Mg₂Ni; hidrogenación/deshidrogenación; hidrógeno almacenado; tasa de deshidrogenación; hidruros intermetálicos.

PACS: 61.66.Dk;61.82.Bg;81.06.Je

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