Producción de hidrógeno a partir del reciclado de aleaciones de magnesio
En esta tesis se analiza la factibilidad del reciclado de virutas de descarte de aleaciones base magnesio para utilizarlas en producción de H_2 mediante la reacción de hidrolisis. La particularidad del reprocesamiento es que se basa en la molienda mecánica de las virutas en atmosfera de aire. Para e...
Guardado en:
| Autor principal: | |
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| Formato: | Tesis NonPeerReviewed |
| Lenguaje: | Español |
| Publicado: |
2021
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| Materias: | |
| Acceso en línea: | http://ricabib.cab.cnea.gov.ar/1039/1/1Rodriguez.pdf |
| Aporte de: |
| Sumario: | En esta tesis se analiza la factibilidad del reciclado de virutas de descarte de aleaciones base magnesio para utilizarlas en producción de H_2 mediante la reacción de hidrolisis. La particularidad del reprocesamiento es que se basa en la molienda mecánica de las virutas en atmosfera de aire. Para esto se llevaron a cabo distintos procedimientos: Se molieron virutas de descarte del maquinado de ánodos de sacrificio sin aditivos durante distintos tiempos.
Se probaron distintas estrategias para el agregado de grato como aditivo a estas virutas: (i) se molió durante 5, 10 y 20 horas con grato agregado desde el inicio, (ii) se agrego grato a un material premolido mezclando los polvos con un mortero, y (iii) se realizo una premolienda sin aditivos y luego se incorporo el grato moliendo distintos tiempos adicionales. Se analizo el efecto de la incorporación de hierro durante la molienda.
Se probo en dos materiales distintos un procedimiento de reciclado optimizado: virutas de anodos de sacrificio y virutas del maquinado de cajas de velocidad. El mismo consistió en premoler los materiales durante 10 h con el agregado de 15% p/p de Fe e incorporar luego 5% p/p de grato moliendo una hora mas. Los tres primeros procedimientos se realizaron para encontrar una forma satisfactoria de reprocesar las virutas y poder producir H_2 con buen rendimiento y buena cinética. Estos estudios permitieron seleccionar los aditivos a utilizar, la cantidad de los mismos, y el mejor procesamiento de incorporación.
Los últimos experimentos permitieron validar la estrategia de reciclado diseñada, probandola exitosamente en dos materiales con características diferentes. Con los materiales descartados de la fabricación de anodos de sacrificio se alcanzo una producción de hidrogeno de 747 ± 24 mL por gramo de material en 5,0 minutos. Esto corresponde a un rendimiento del 78 ± 3 %. La velocidad de producción de hidrogeno fue también satisfactoria ya que se pudieron producir 371 ± 24 mL=g en los primeros 1,2 minutos.
Con los materiales descartados en la fabricación de cajas de velocidad se alcanzo una producción de H_2 de 787 ± 24 mL=g en 3,5 minutos (rendimiento del 84 ± 3 %) y con una velocidad de 371 ± 24 mL=g en los primeros 0,5 minutos.
Además de haber logrado un reciclado y una producción de hidrogeno muy satisfactorios, se identificaron algunas características interesantes de los procesos involucrados mediante el análisis sistemático de los resultados. Se encontró que la cinética de la reacción se encuentra controlada por un mecanismo de contracción geométrica. Por lo tanto la velocidad de la reacción es directamente proporcional a la velocidad de avance de la interfase de reacción e inversamente proporcional al tamaño de las partículas.
Se observo que la presencia de Fe, Mg_17Al_12 y grato acelera la velocidad de avance de la interfase debido a la formación de pares galvánicos con el Mg. Además, el grato agregado luego de una premolienda, actúa como agente regulador del proceso de molienda evitando la soldadura en frio y provocando una disminución en el tamaño de las partículas. Consideramos que la formación de pares galvanicos y la reducción
del tamaño son las causas principales que han permitido alcanzar producciones de H_2 satisfactorias tanto en rendimiento como en velocidad a través de la hidrolisis de los materiales reciclados.
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