Efecto Isotópico Prometedor en PdAg para la Separación de Hidrógeno
Autores: Trequattrini, Francesco; Palumbo, Oriele; Tosti, Silvano; Santucci, Alessia; Paolone, Annalisa
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
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Consultas: 12
Citaciones: Sin citaciones
Las aleaciones de Pd-Ag se utilizan en gran medida como membranas de separación de hidrógeno y, como consecuencia, el sistema Pd-Ag-H ha sido estudiado intensamente. Por el contrario, hay menos información disponible sobre el sistema Pd-Ag-D; por lo tanto, el objetivo de este trabajo es mejorar el conocimiento del efecto isotópico en la aleación comercial de PdAg, especialmente para temperaturas superiores a 200 grados C. En particular, se llevan a cabo mediciones de absorción de deuterio en la aleación de PdAg en el rango de temperatura entre 79 y 400 grados C y en el rango de presión entre 10 y 16 bar. En este rango de presión (p) y composición (c) explotado, por encima de 300 grados C, las isotermas pc muestran la forma típica de materiales donde solo está presente una solución sólida de deuterio, mientras que a temperaturas más bajas estas curvas parecen ser mejor descritas por la coexistencia de una solución sólida y un deuteruro en un amplio rango de composición. Los resultados obtenidos se comparan y discuten con los previamente medidos con el isótopo de hidrógeno más ligero. Tal comparación muestra que la aleación de PdAg exhibe un claro efecto isotópico inverso, ya que la presión de equilibrio del sistema Pd-Ag-D es más alta que en Pd-Ag-H por un factor de ~2 y la solubilidad de deuterio es aproximadamente la mitad de la del hidrógeno. Además, las mediciones de absorción se utilizaron para evaluar la entalpía de deuteración que, por debajo de 300 grados C, es = 31.9 +/- 0.3 kJ/mol, mientras que para temperaturas superiores a 300 grados C, aumenta a 43 +/- 1 kJ/mol. Adicionalmente, en este caso se da una comparación con el isótopo más ligero y ambos valores de entalpía de deuteración resultan ser más bajos que los reportados para la hidrogenación. Los resultados descritos en este artículo son de interés práctico para aplicaciones que operan por encima de 200 grados C, como membranas o columnas de empaque, en las que el PdAg tiene que interactuar con una corriente de gas que contiene ambos isótopos de hidrógeno.
Descripción
Las aleaciones de Pd-Ag se utilizan en gran medida como membranas de separación de hidrógeno y, como consecuencia, el sistema Pd-Ag-H ha sido estudiado intensamente. Por el contrario, hay menos información disponible sobre el sistema Pd-Ag-D; por lo tanto, el objetivo de este trabajo es mejorar el conocimiento del efecto isotópico en la aleación comercial de PdAg, especialmente para temperaturas superiores a 200 grados C. En particular, se llevan a cabo mediciones de absorción de deuterio en la aleación de PdAg en el rango de temperatura entre 79 y 400 grados C y en el rango de presión entre 10 y 16 bar. En este rango de presión (p) y composición (c) explotado, por encima de 300 grados C, las isotermas pc muestran la forma típica de materiales donde solo está presente una solución sólida de deuterio, mientras que a temperaturas más bajas estas curvas parecen ser mejor descritas por la coexistencia de una solución sólida y un deuteruro en un amplio rango de composición. Los resultados obtenidos se comparan y discuten con los previamente medidos con el isótopo de hidrógeno más ligero. Tal comparación muestra que la aleación de PdAg exhibe un claro efecto isotópico inverso, ya que la presión de equilibrio del sistema Pd-Ag-D es más alta que en Pd-Ag-H por un factor de ~2 y la solubilidad de deuterio es aproximadamente la mitad de la del hidrógeno. Además, las mediciones de absorción se utilizaron para evaluar la entalpía de deuteración que, por debajo de 300 grados C, es = 31.9 +/- 0.3 kJ/mol, mientras que para temperaturas superiores a 300 grados C, aumenta a 43 +/- 1 kJ/mol. Adicionalmente, en este caso se da una comparación con el isótopo más ligero y ambos valores de entalpía de deuteración resultan ser más bajos que los reportados para la hidrogenación. Los resultados descritos en este artículo son de interés práctico para aplicaciones que operan por encima de 200 grados C, como membranas o columnas de empaque, en las que el PdAg tiene que interactuar con una corriente de gas que contiene ambos isótopos de hidrógeno.