Ilustración que destaca la asociación de hidrógeno (rojo) con dislocaciones en la estructura cristalina del acero. Crédito:Universidad de Sydney
En una primicia mundial Investigadores de la Universidad de Sydney han encontrado evidencia de cómo el hidrógeno causa la fragilización de los aceros. Cuando el hidrógeno se convierte en acero, hace que el metal se vuelva quebradizo, conduciendo a fallas catastróficas. Este ha sido uno de los principales desafíos para avanzar hacia un entorno más ecológico, futuro impulsado por hidrógeno, donde los tanques de acero y las tuberías son componentes esenciales que deben poder sobrevivir en ambientes de hidrógeno puro.
Publicado en Ciencias , Los investigadores encontraron que el hidrógeno se acumula en microestructuras llamadas dislocaciones y en los límites entre los cristales individuales que componen el acero.
Esta acumulación debilita el acero a lo largo de estas características, conduciendo a la fragilidad.
Los investigadores también encontraron la primera evidencia directa de que los grupos de carburo de niobio dentro del acero atrapan el hidrógeno de tal manera que no puede moverse fácilmente hacia las dislocaciones y los límites de los cristales para causar fragilización. Este efecto tiene el potencial de usarse para diseñar aceros que puedan resistir la fragilización.
El investigador principal, el Dr. Yi-Sheng Chen del Centro Australiano de Microscopía y Microanálisis y la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Sydney, dijo que estos hallazgos fueron un paso importante para encontrar una solución segura para producir, almacenar y transportar hidrógeno.
"Estos hallazgos son vitales para diseñar acero resistente a la fragilización; los carburos ofrecen una solución para garantizar que los aceros de alta resistencia no sean propensos a fracturas tempranas y dureza reducida en presencia de hidrógeno". "Dijo el Dr. Chen.
Sonda de átomo Imagen que muestra acumulaciones de hidrógeno (rojo) en dislocaciones ricas en carbono (azul) en el acero. Esta evidencia sustenta la predicción teórica del origen de la fragilización del hidrógeno que limita el progreso de la economía del hidrógeno. Crédito:Universidad de Sydney
La autora principal, la profesora Julie Cairney, del Centro Australiano de Microscopía y Microanálisis y de la Facultad de Ingeniería de la Universidad de Sydney, dijo que estos hallazgos eran un paso positivo hacia la implementación de combustibles limpios.
"El hidrógeno es una fuente de combustible baja en carbono que podría reemplazar a los combustibles fósiles. Pero existen desafíos con el uso del acero, el material de ingeniería más importante del mundo, para almacenarlo y transportarlo de forma segura. Esta investigación nos brinda información clave sobre cómo podríamos mejorar esta situación, "Dijo el profesor Cairney.
Ilustración que destaca la concentración de átomos de hidrógeno (bolas rojas) en los límites de los cristales y las dislocaciones en el acero. Crédito:Universidad de Sydney
Trabajando en asociación con CITIC Metal, Los investigadores pudieron observar directamente el hidrógeno en las microestructuras de los aceros gracias al microscopio de sonda de átomo criogénico de última generación diseñado a medida de Microscopy Australia.
