In een wereldprimeur, Onderzoekers van de Universiteit van Sydney hebben bewijs gevonden van hoe waterstof brosheid van staal veroorzaakt. Wanneer waterstof overgaat in staal, het maakt het metaal broos, leiden tot catastrofale mislukkingen. Dit was een van de grootste uitdagingen bij het streven naar een groener, toekomst op waterstof, waar stalen tanks en pijpleidingen essentiële componenten zijn die moeten kunnen overleven in pure waterstofomgevingen.

Gepubliceerd in Wetenschap , de onderzoekers ontdekten dat waterstof zich ophoopt in microstructuren die dislocaties worden genoemd en aan de grenzen tussen de individuele kristallen waaruit het staal bestaat.

Deze accumulatie verzwakt het staal langs deze kenmerken, leidt tot verbrossing.

De onderzoekers vonden ook het eerste directe bewijs dat clusters van niobiumcarbide in het staal waterstof op zo'n manier vasthouden dat het niet gemakkelijk naar de dislocaties en kristalgrenzen kan bewegen om brosheid te veroorzaken. Dit effect kan worden gebruikt om staal te ontwerpen dat bestand is tegen verbrossing.

Hoofdonderzoeker Dr. Yi-Sheng Chen van het Australische Centrum voor Microscopie en Microanalyse en Faculteit Ingenieurswetenschappen aan de Universiteit van Sydney zei dat deze bevindingen een belangrijke stap waren in het vinden van een veilige oplossing voor het produceren, waterstof opslaan en transporteren.

"Deze bevindingen zijn van vitaal belang voor het ontwerpen van verbrossingsbestendig staal; de carbiden bieden een oplossing om ervoor te zorgen dat staal met een hoge sterkte niet vatbaar is voor vroege breuk en verminderde taaiheid in de aanwezigheid van waterstof, ' zei dokter Chen.

Senior auteur professor Julie Cairney van het Australische Centrum voor Microscopie en Microanalyse en Faculteit Ingenieurswetenschappen van de Universiteit van Sydney zei dat deze bevindingen een positieve stap zijn in de richting van de implementatie van schone brandstoffen.

"Waterstof is een koolstofarme brandstofbron die mogelijk fossiele brandstoffen kan vervangen. Maar er zijn uitdagingen bij het gebruik van staal, 's werelds belangrijkste technische materiaal, om het veilig op te bergen en te vervoeren. Dit onderzoek geeft ons belangrijke inzichten in hoe we deze situatie kunnen verbeteren, ' zei professor Cairney.

In samenwerking met CITIC Metal, de onderzoekers waren in staat om waterstof direct te observeren bij microstructuren in staal dankzij de ultramoderne, op maat ontworpen cryogene atoomsondemicroscoop van Microscopy Australia.