Armazenamento de hidrogénio num aparelho Sievert com controlo térmico

• Author(s): Glória, Paulo Ricardo Rosa Marcelo da
• Date: 2013
• Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/11046
• Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
• Subject(s): Engenharia mecânica; Hidrogénio: Armazenamento; Energias renováveis
• Document Type: Master Thesis
• Language: Portuguese
• Advisor(s): Fagg, Duncan Paul; Pérez de la Torre, José Antonio

Description

A optimização das condições de armazenagem representa um dos grandes passos em falta para a tecnologia do hidrogénio se tornar um vector energético de utilização intensiva. O método experimental mais comum de classificar potenciais materiais para armazenamento de hidrogénio é o método volumétrico de Sievert. O aparelho Sievert calcula a quantidade de gás sorvida através da medição da alteração de pressão em condições isotérmicas num volume fixo. A pretensão deste estudo foi a de expandir as funcionalidades do aparelho Sievert para um vasto leque de temperaturas, permitindo com isto analisar uma gama alargada de potenciais materiais para armazenamento de hidrogénio. O intervalo de temperaturas de teste foi aumentado para valores entre os 77 e os 333K. Para alcançar este objectivo o projecto categorizou potenciais erros que possam surgir de gradientes térmicos entre os pontos da medição de pressão e a câmara de amostra, implementando métodos para a sua correcção. Este projecto resultou na actual capacidade do aparelho Sievert em medir a sorção numa ampla gama de amostras com potencial de armazenamento de hidrogénio, tanto pela fisissorção (temperaturas criogénicas) como pela quimissorção (temperaturas positivas). As amostras utilizadas, carbono activado (CMS4_A) e LaNi5, pertenciam a cada um dos tipos descritos em cima nomeadas pela ordem respectiva. Os resultados obtidos para a capacidade de sorção de hidrogénio em ambos os materiais estão em concordância com os valores da literatura, sublinhando assim o sucesso da adaptação do aparelho Sievert. Optimized storage conditions are one of the last steps still missing to grant hydrogen the status of a functional energy carrier. The most common experimental method to categorise potential hydrogen storage materials is the volumetric Sievert model. The Sievert apparatus calculates the quantity of sorbed gas through the measurement of isothermal pressure changes in a fixed volume. The intent of this study was to extend the functionality of the Sievert apparatus to a wide range of temperatures, to permit analysis of a greater range of potential hydrogen storage materials. The temperature range for testing was extended between 77 and 333 K. To achieve this aim, the project categorised potential errors that may originate from thermal gradients between the point of pressure measurement and the sample chamber and implemented methods for their correction. The result of this project is that the Sievert apparatus is now capable of measuring sorption in a diverse range of potential storage materials, both by physisorption (cryogenic temperatures) and chemisorption (positive temperatures). As examples of each type of storage material, the samples analyzed in this process were those of activated carbon (CMS4_A) and LaNi5, respectively. The results obtained for the hydrogen storage capacity of these materials agrees well with literature values, highlighting the successful adaption of the Sievert apparatus. Mestrado em Engenharia Mecânica