Nanostrutturazione e ruolo degli additivi nella decomposizione del Mg(BH4)2: studio computazionale ab-initio

Il presente studio ha come scopo l'analisi, tramite l'approccio computazionale quanto-meccanico col codice CRYSTAL, di materiali per lo stoccaggio di Idrogeno, in particolare il sistema Mg(BH4)2. I Boroidruri sono solidi cristallini che, tramite riscaldamento, si decompongono formando idrogeno; a seconda del differente catione la decomposizione avverrà in differenti condizioni. Questo lavoro di tesi ha preso spunto dal progetto europeo BOR4STORE, che nei suoi punti più punti salienti ha i seguenti obiettivi, per quanto riguarda la parte di modellizzazione: 1) la modellizzazione di boroidruri puri 2) il ruolo degli additivi 3) lo studio di processi termodinamici e cinetici legati alla decomposizione Il Mg(BH4)2 è tra i boroidruri che presentano i valori più elevati di densità gravimetrica (14.9 wt %) e di densità volumetrica (147.4 kg H2/m^3) e per questo motivo è diventato uno dei migliori candidati per lo stoccaggio di idrogeno; tuttavia esso presenta una elevata stabilità termodinamica e cinetica che rende il rilascio di H2 molto difficoltoso. L'approccio utilizzato in questo studio è quello della nanostrutturazione combinato con l'effetto di additivi metallici (Ni e Cu). Sono state modellizzate delle superfici di Mg(BH4)2 per poi valutare l'effetto degli additivi aggiunti sotto diverse forme (Ni^2+ sostituito ad un Mg^2+, Ni^0, NiCl2, NiF2, CuF2) sulla parte più esposta della superficie.