Las aleaciones intermetálicas o compuestos intermetálicos son materiales formados por dos o más metales en proporciones estequiométricas bien definidas. El Mg puede formar aleaciones intermetálicas con diferentes elementos metálicos. En el ámbito del almacenamiento de hidrógeno, los intermetálicos de Mg pueden ser materiales fiables de almacenamiento de hidrógeno. En general requieren menor temperatura y presiones de operación. Sin embargo, la inclusión de un segundo metal al Mg necesariamente produce una reducción en la capacidad de almacenamiento de hidrógeno. De entre las aleaciones intermetálicas de Mg destacan, en el área del almacenamiento de hidrógeno, en su forma hidrurada el Mg2FeH6, Mg2CoH5 y el Mg2NiH4.
El Mg2FeH6
Fe y Mg no son solubles entre sí; por lo tanto, los métodos de producción convencionales de materiales de almacenamiento de hidrógeno producen mezclas finas de Mg y Fe. La mezcla de 2Mg y Fe necesita ser expuesta a presiones moderadas-altas y un calentamiento (300-450°C) para producir Mg2FeH6 con diferentes rendimientos. Normalmente, se consigue una cantidad de contenido de hidrógeno inferior a la esperada debido a una reacción incompleta. El contenido de hidrógeno en el Mg2FeH6 es del 5.47 % en peso. De forma alternativa, el Mg2FeH6 puede ser producido por la reacción entre MgH2, Fe e hidrógeno. Las reacciones de síntesis son:
2Mg + Fe + 3H2 → Mg2FeH6
o
2MgH2 +Fe + H2 → Mg2FeH6
El Mg2FeH6 tiene una disposición cúbica del anión octaédrico complejo [FeH6]4−; la estructura está estabilizada por cationes Mg2+.
El Mg2CoH5
Mg2CoH5 tiene un contenido del 4.48% en peso de hidrógeno. El hidruro intermetálico de Mg y Co se puede producir mediante: i) el sinterizado o molienda mecánica de Mg y Co seguida de exposición de hidrógeno a alta temperatura, ii) la molienda de MgH2 y Co seguida de exposición a alta presión y temperatura de hidrógeno, o iii) molienda mecánica reactiva de los elementos en atmósfera de hidrógeno.
El Mg2CoH5 tiene dos polimorfos, conocidos como polimorfos de baja y alta temperatura (estructura tetragonal y cúbica distorsionada, respectivamente). El Mg2CoH5 de baja temperatura se forma mediante un complejo aniónico [CoH5]4- piramidal cuadrado rodeado por cationes Mg2+. Se sabe que la descomposición del Mg2CoH5 a 300°C produce una mezcla de los elementos Mg y Co, y algo de MgCo2 pero no Mg2Co. El Mg2Co no forma parte del diagrama de fases de Mg-Co. La secuencia de reacciones propuesta para la formación de Mg2CoH5 es:
2Mg + Co + 2H2 → 2MgH2 + Co
2MgH2 + Co + 0.5H2 → 2Mg2CoH5
El Mg2NiH4
El Mg2NiH4 tiene un contenido de hidrógeno menor que otros intermetálicos de Mg: 3.62% en peso. Sin embargo, se le considera una alternativa potencial para el almacenamiento de hidrógeno en un material sólido debido a la mejora en las cinéticas de hidruración y deshidruración inducida por la presencia de Ni.
La molienda mecánica de los elementos seguida de recocido (400°C) en vacío es un método bien establecido de síntesis de Mg2Ni. La formación de Mg2NiH4 es accesible calentando al Mg2Ni en hidrógeno o mediante ciclos, aplicando condiciones sucesivas de hidruración/ deshidruración, de los elementos molidos Mg y Ni. La formación a partir de MgH2, Ni en atmosfera de hidrogeno también ha sido reportada. Las reacciones de preparación son:
2Mg + Ni + 2H2 → Mg2NiH4
2MgH2 +Ni → Mg2NiH4
Referencias
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