Resumo: "Ligas Multicomponentes" constituem uma classe de materiais que oferecem inúmeras possibilidades para o desenvolvimento de novos hidretos metálicos com ótimas propriedades de armazenamento de hidrogênio. Além disso, estudos mostram que a presença única ou majoritária de uma fase do tipo Laves C14 também contribui positivamente para estas propriedades. Nesta pesquisa, exploramos a estrutura cristalina e as propriedades de armazenamento de hidrogênio de uma nova liga multicomponente equiatômica, ZrNbFeCo, e de novas ligas derivadas desta, promovendo a inclusão de uma liga comercial FeNb como alternativa ao uso de elementos puros. As amostras foram selecionadas através de simulações termodinâmicas pelo método CALPHAD, preparadas por fusão a arco voltaico e caracterizadas por técnicas como a difração de raios X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV/EDS) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). As propriedades funcionais foram avaliadas através de curvas de cinética de absorção/dessorção e curvas de pressão-composição-isotermas (PCI). As ligas mostraram a presença majoritária de uma fase Laves C14, o que também foi corroborado pelo padrão DRX e pelas imagens de microscopia eletrônica de varredura. Os testes de hidrogenação mostraram que a liga ZrNbFeCo absorveu 1,14% em peso de hidrogênio à temperatura ambiente, exibindo rápida cinética de absorção e excelente reversibilidade e estabilidade através de múltiplos ciclos. As amostras derivadas apresentaram microestruturas similares à microestrutura da Liga ZrNbFeCo, porém com propriedades de armazenamento distintas, com capacidades variando de 0,6% a 1,39% em peso, cinéticas moderadas e menores reversibilidades. As ligas com FeNb apresentaram algumas mudanças microestruturais, levando à redução considerável na capacidade de armazenamento; as cinéticas de absorção e reversibilidade foram pouco prejudicadas. O sistema ZrNbFeCo se mostrou um sistema interessante, com diversas combinações possíveis de exibir boas propriedades funcionais, das quais a composição equiatômica apresentou o maior potencial para atuar como vetor de armazenamento de hidrogênio no estado sólido em temperatura ambiente Ver menos

Abstract: "Multicomponent Alloys" constitute a class of materials that offer numerous possibilities for the development of novel metal hydrides with excellent hydrogen storage properties. Furthermore, studies show that the unique or majority presence of a C14 Laves phase also positively contributes to these properties. In this research, we explore the crystal structure and hydrogen storage properties of a novel equiatomic multicomponent alloy, ZrNbFeCo, and new alloys derived from it, promoting the inclusion of a commercial FeNb alloy as an alternative to the use of pure elements. The samples were selected through thermodynamic simulations using the CALPHAD method, prepared by arc melting, and characterized by techniques such as X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM/EDS), and transmission electron microscopy (TEM). The functional properties were evaluated through absorption/desorption kinetic curves and pressure-composition-isotherm (PCI) curves. The alloys showed the majority presence of a C14 Laves phase, which was also corroborated by the XRD pattern and scanning electron microscopy images. Hydrogenation tests showed that the ZrNbFeCo alloy absorbed 1.14 wt% of hydrogen at room temperature, exhibiting rapid absorption kinetics and excellent reversibility and stability through multiple cycles. The derived samples presented microstructures similar to the microstructure of the ZrNbFeCo alloy, but with distinct storage properties, with capacities ranging from 0.6 wt% to 1.39 wt%, moderate kinetics, and lower reversibility. The alloys with FeNb showed some microstructural changes, leading to a considerable reduction in storage capacity; the absorption kinetics and reversibility were not significantly impaired. The ZrNbFeCo system proved to be an interesting system, with several possible combinations exhibiting good functional properties, of which the equiatomic composition showed the greatest potential to act as a solid-state hydrogen storage vector at room temperature Ver menos