Efecto de la molienda mecánica en compuestos base Mg con impurificaciones de MnO2 y B como posibles materiales almacenadores de hidrógeno

Abstract

La presente tesis está enfocada a evaluar el efecto de la molienda mecánica de alta energía en compuestos base magnesio con impurificaciones de dióxido de manganeso (MnO2) y boro (B) y su posible aplicación como materiales almacenadores de hidrógeno. Para lograr esto, primero se evaluó la estabilidad de las especies químicas de la materia prima durante el proceso de la molienda mecánica. La materia prima consistió en una mezcla de magnesio metálico, hidróxido de magnesio e hidromagnesita. Se siguió la evolución de las distintas especies químicas y se identificó que el MgO es la especie química más estable. Por la gran estabilidad mostrada se tomó al MgO como material de partida para formar compuestos impurificados de manganeso y boro, con el fin de conocer el efecto de las impurezas en las propiedades de almacenamiento de hidrógeno. La evaluación del efecto de la molienda mecánica de alta energía en la materia prima y en los compuestos de magnesio con impurezas de dióxido de manganeso y boro se realizó por difracción de rayos X (DRX), análisis termogravimétrico (ATG), calorimetría diferencial de barrido (CDB), microscopia electrónica de barrido (MEB), microscopia electrónica de transmisión (MET), análisis de área superficial por el método BET, isotermas presión-composición (IPC) y espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (EITF). El análisis experimental del efecto de la molienda mecánica en la materia prima revelo la sintetiza oxido de magnesio (MgO) durante la molienda. Por otro lado, los resultados experimentales fueron utilizados para estimar la energía suministrada por el molino durante la molienda mediante un modelo matemático y como las distintas condiciones de molienda afectan dicha energía. Los resultados del análisis experimental de los compuestos de magnesio determinaron que el compuesto 50% MgO-50% MnO2 presenta la mayor capacidad de almacenamiento de hidrógeno observada en este estudio y que el boro afecta de manera positiva el almacenamiento de hidrógeno. Considerando las condiciones de almacenamiento del hidrógeno dentro de los compuestos de magnesio y los beneficios de la molienda mecánica de alta energía y los aditivos (dióxido de manganeso y boro) en la cinética y capacidad de almacenamiento de hidrógeno, los compuestos de MgO-MnO2-B tienen potencial aplicación como materiales almacenadores de hidrógeno.