Investigación

Hydriding and dehydriding properties of Mg₂Ni/Ni and Mg₂ Ni/Ni + 5 wt.% Cu prepared by mechanical alloying

A.F. Palacios–Lazcanoª^,*, J.G. Cabañas–Moreno ª, J. Bonifacio–Martínez ^a, J.L. Iturbe–García^b, F. Cruz–Gandarillaª, H.A. Calderónª

ªInstituto Politécnico Nacional – ESFM– Departamento de Ciencia de Materiales, Apartado Postal 21–408, 07300, México, D.F., México.

^b Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares, Departamento de Química, Km. 36.5 Carr. México–Toluca, 52045, Salazar, México.

* Corresponding author:
e–mail: palacios.af@gmail.com

Recibido el 6 de febrero de 2009
Aceptado el 18 de agosto de 2009

Abstract

Elemental powders of Mg, Ni and Cu are subjected to high–energy ball milling in order to produce alloys of nominal compositions Mg₂Ni and Mg₂Ni_0.95Cu_0.05. Nanocrystalline phases based on the Mg₂Ni structure are produced after 21 hours of milling. As–milled powders were hydrided for 5 min at temperatures of 373, 423 and 473 K, under hydrogen pressures of between 0.69 and 2.07 MPa. The mass loss of the hydrided powders during thermogravimetric analysis was associated with hydrogen release. Maximum amounts of H^₂ release of 2.9 and 3.1 wt.% were obtained, respectively, for the Mg₂Ni and Mg₂Ni_0.95Cu_0.05 samples hydrided at 473 K without prior activation. These are some of the most advantageous results ever reported concerning the behavior of the Mg₂Ni phase as a hydrogen storage material.

Keywords: Metal hydrides; hydrogen storage; nanocrystalline magnesium–base alloys; mechanical alloying.

Resumen

Polvos elementales de Mg, Ni y Cu se sometieron a molienda de alta energía para producir aleaciones de composición nominal Mg₂Ni y Mg₂Ni₀₉₅Cu_005. Se obtuvieron fases nanocristalinas basadas en la estructura del Mg₂Ni después de 21 horas de molienda. Los polvos molidos se hidruraron durante 5 minutos a temperaturas de 373,423 y 473 K y bajo presiones de hidrógeno en el intervalo de 0.69 a 2.07 MPa. La pérdida de masa durante el análisis termogravimético de los polvos hidrurados se asocia a la liberación de hidrógeno. Las cantidades máximas de hidrógeno liberado son 2.9 y 3.1% peso para muestras de Mg₂Ni y Mg₂Ni_0.95Cu_0.05 hidruradas a 473 K, respectivamente. Estos resultados son de los más ventajosos que se han reportado sobre el desempeño de la fase Mg₂Ni como material para el almacenamiento de hidrógeno.

Descriptores: Hidruros metálicos; almacenamiento de hidrógeno; aleaciones nanocristalinas base Mg; aleado mecánico.

PACS: 81.07Bc; 82.33.Pt; 84.60.–h

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