Efeito da substituição de Zr sobre as propriedades de armazenamento de carga em eletrodos de hidreto metálico
| Ano de defesa: | 2003 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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Resumo: | Este trabalho apresenta os resultados das análises dos efeitos da substituição parcial de Zr por Y, Nb e La nas propriedades físicas e eletroquímicas das ligas Ti0.8Zr0.8Ni1.2V0.6Mn0.3 e Ti0.1Zr0.9Ni1.1V0.5Mn0.6 usadas na preparação de eletrodos de hidreto metálico para baterias recarregáveis de Ni-hidreto metálico. Os resultados de difração de raios X mostram que há um aumento no volume da cela unitária com o aumento da inserção de Y e La nas ligas, e uma diminuição quando se insere Nb. A inserção de ítrio, nióbio e lantânio diminui a capacidade de descarga das ligas. Verifica-se também que o nióbio promove um retardamento na ativação da liga, mas o lantânio permite que se atinja a capacidade máxima de carga/descarga logo no primeiro ciclo. Há uma diminuição da pressão de equilíbrio de hidrogênio com a inserção de ítrio e lantânio, o que pode ser explicado pelo aumento do volume da cela unitária. Já o nióbio apresentou um efeito contrário. Conclui-se que um aumento no volume da cela unitária diminui a compressão dos átomos de hidrogênio absorvidos pela liga, diminuindo a tendência de escape do hidrogênio. Os valores da energia de ativação da reação de transferência de carga são próximos, o que indica que a cinética deste processo é praticamente a mesma para todas as ligas. As diferenças encontradas nos valores de corrente de troca desta reação devem ser decorrentes de diferentes áreas ativas das partículas de hidreto metálico. |
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Efeito da substituição de Zr sobre as propriedades de armazenamento de carga em eletrodos de hidreto metálicoEffect of Zr substitution on the charge storage properties of metal hydride electrodesarmazenamento de cargacharge storageelectrodeseletrodoshidreto metálicometal hydridesubstituição de ZrZr substitutionEste trabalho apresenta os resultados das análises dos efeitos da substituição parcial de Zr por Y, Nb e La nas propriedades físicas e eletroquímicas das ligas Ti0.8Zr0.8Ni1.2V0.6Mn0.3 e Ti0.1Zr0.9Ni1.1V0.5Mn0.6 usadas na preparação de eletrodos de hidreto metálico para baterias recarregáveis de Ni-hidreto metálico. Os resultados de difração de raios X mostram que há um aumento no volume da cela unitária com o aumento da inserção de Y e La nas ligas, e uma diminuição quando se insere Nb. A inserção de ítrio, nióbio e lantânio diminui a capacidade de descarga das ligas. Verifica-se também que o nióbio promove um retardamento na ativação da liga, mas o lantânio permite que se atinja a capacidade máxima de carga/descarga logo no primeiro ciclo. Há uma diminuição da pressão de equilíbrio de hidrogênio com a inserção de ítrio e lantânio, o que pode ser explicado pelo aumento do volume da cela unitária. Já o nióbio apresentou um efeito contrário. Conclui-se que um aumento no volume da cela unitária diminui a compressão dos átomos de hidrogênio absorvidos pela liga, diminuindo a tendência de escape do hidrogênio. Os valores da energia de ativação da reação de transferência de carga são próximos, o que indica que a cinética deste processo é praticamente a mesma para todas as ligas. As diferenças encontradas nos valores de corrente de troca desta reação devem ser decorrentes de diferentes áreas ativas das partículas de hidreto metálico.In this work, the effects of partial substitution of Zr by Y, Nb, and La on the physical and electrochemical properties of Ti0.8Zr0.8Ni1.2V0.6Mn0.3 and Ti0.1Zr0.9Ni1.1V0.5Mn0.6 alloys, employed in the preparation of metal hydride electrodes for Ni-metal hydride rechargeable batteries, were characterized. Results of X-ray diffraction show an increase in the unit cell volume with increasing Y and La content in the alloys, and a decrease when Nb is inserted. Insertion of Y, Nb, and La diminishes the charge/discharge capacity of the alloys. It is also observed that Nb causes a retardation in the alloy activation process, whereas La allows reaching the maximum capacity already in the first charge/discharge cycle. A decrease in the hydrogen equilibrium pressure occurs after the insertion of Y and La, which can be explained by the increase in the unit cell volume. In the case of Nb, the effect is opposite. Values of the activation energies for the charge transfer step of the hydriding/dehydriding process are similar for most of the alloys, indicating that the reaction kinetics is essentially the same in these cases. Differences in the exchange current density for the same step are attributed to variations in the electrochemically active surface area of the metal hydride alloy particles.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPTicianelli, Edson AntonioSantos, Antonio Rodolfo dos2003-05-23info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75131/tde-30092025-100242/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-09-30T15:43:02Zoai:teses.usp.br:tde-30092025-100242Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-09-30T15:43:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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