Riassunto analitico
In un contesto globale sempre più consapevole del fenomeno del cambiamento climatico e della necessità di dover adottare misure concrete per mitigarne gli effetti sul pianeta, l’Unione Europea ha deciso di fissare come obiettivo per il 2050 il raggiungimento della “neutralità climatica”, ossia rendere l’Europa il primo continente a zero emissioni nette di gas serra. Per soddisfare gli ambiziosi obiettivi climatici stabiliti dalla Commissione Europea, è essenziale adottare approcci ingegneristici innovativi e sostenibili, come l’impiego di leghe ad alta entropia (HEA) per lo stoccaggio di idrogeno, sempre più importanti nel contesto della transizione energetica.
Le HEA, High Entropy Alloys, rappresentano una recente e promettente innovazione nel settore ingegneristico. Grazie alla loro particolare composizione, composta da quattro o più elementi principali formanti una soluzione solida, queste leghe acquisiscono proprietà meccaniche e termiche migliori rispetto ai materiali convenzionali, rendendole molto competitive in svariate tipologie di applicazioni.
Il progetto di tesi si è soffermato sulle fasi iniziali del processo di sintesi di una HEA destinata allo stoccaggio di idrogeno. In particolare, l’attenzione è stata focalizzata sulla progettazione e sulla produzione di una lega equi-molare contenente i cinque elementi, Mg, V, Al, Cr, Ni, utilizzando come materie prime di partenza polveri dei suddetti elementi di granulometria e grado di purezza noti. Le polveri metalliche sono state conservate e manipolate all’interno di una Glove Box in atmosfera di argon, al fine di ridurne l’esposizione all’aria e prevenirne l’ossidazione. Successivamente, la pre-alligazione delle polveri è stata effettuata tramite meccanosintesi attraverso il processo di High Energy Ball Milling (HEBM), allo scopo di preservare il più possibile la coerenza della composizione ricercata. Durante la macinazione, un ruolo fondamentale è svolto dal PCA, Process Control Agent. L’aggiunta di uno di questi agenti, perlopiù organici, permette di migliorare l'efficienza del processo, controllare le proprietà del materiale e prevenire la saldatura a freddo, contribuendo così a ottenere polveri con dimensioni uniformi e prestazioni ottimali. In questo studio è stato utilizzato come PCA l’acido stearico. La ricerca si è concentrata sull’approfondimento e sull’ottimizzazione di alcuni parametri del processo di meccanosintesi, quali la velocità di rotazione del mulino (RPM), il tempo di macinazione e la quantità di PCA da introdurre nella composizione. L’obiettivo è stato verificare, mediante analisi strumentali come la diffrazione a raggi X (XRD) e la microscopia ottica a scansione (ESEM), la formazione della fase BCC, che, secondo la letteratura, offre le migliori prospettive per l’assorbimento e lo stoccaggio di idrogeno, il quale rimane un interessante e possibile sviluppo futuro di questa ricerca.
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