Engineering transition metal borohydrides for energy storage and conversion

Hydrogen storage properties of the mixture LiBH4 + CdCl2 were studied. The samples were synthesized using planetary ball milling and characterized by x-ray powder diffraction. The thermal desorption was investigated using a Sieverts equipment and mass spectrometry. The main aim was to see if the LiBH4 desorption temperature could be lowered by destabilizing the compound, and if the dehydrogenation was reversible. The main results are that a new phase, with a proposed nominal composition Cd(BH4)2, for which no available structural data were found in the literature, was produced; this new phase releases mainly H2 at temperatures of 90 - 105 °C. The rehydrogenation with 90 bar and 110 °C for 18 hours showed signals of absorption, but higher pressure and temperature should be applied to fully test the reversibility of the dehydrogenation. This could make this mixture interesting for usage as hydrogen storage media for transport application coupled with fuels cells.

Sono state studiate le proprietà di immagazzinamento dell'idrogeno del sistema LiBH4 + CdCl2. I campioni sono stati sintetizzati mediante planetary ball milling e caratterizzati con la diffrazione di polveri a raggi X. Il desorbimento termico è stato studiato usando il metodo Sieverts e la spettrometria di massa. Gli obiettivi principali erano di verificare se la temperatura di deassorbimento del LiBH4 poteva essere abbassata attraverso la destabilizzazione del composto e se la reazione di deidrogenazione era reversibile. I principali risultati ottenuti mostrano che una nuova fase, per la quale non sono stati trovati dati strutturali disponibili in letteratura, è stata prodotta; per questa fase è stata proposta la composizione nominale Cd(BH4)2. Questa nuova fase rilascia principalmente H2 alla temperatura di 90 - 105 °C. La reidrogenazione a 90 bar e 110 °C per 18 ore ha mostrato segnali di assorbimento, ma pressione e temperatura più elevate devono essere applicate per testare la reversibiltà della deidrogenazione. Ciò potrebbe rendere questo materiale interessante per sistemi di immagazzinamento dell'idrogeno per applicazioni di trasporto accoppiati a celle a combustibile.