Naarmate de wereldwijde energiemarkt verschuift van steenkool, aardolie, en aardgas naar milieuvriendelijkere primaire energiebronnen, waterstof wordt een cruciale pijler in de beweging voor schone energie. Het ontwikkelen van veilige en kosteneffectieve opslag- en transportmethoden voor waterstof is essentieel, maar gecompliceerd gezien de interactie van waterstof met structurele materialen.

Waterstof kan broosheid veroorzaken in verschillende metalen, waaronder ferritisch staal, een staalsoort die wordt gebruikt in structurele componenten van gebouwen, automobieltoestellen en assen, en industriële apparatuur. Recente ontwikkelingen in experimentele instrumenten en multischaalmodellering beginnen inzicht te geven in het verbrossingsproces.

Een overzicht van verschillende methoden, gepubliceerd in Technische Natuurkunde Beoordelingen , heeft het begrip van de structuur verbeterd, eigendom, en prestaties van ferritische staalsoorten die worden onderworpen aan mechanische belasting in een waterstofomgeving. Hoewel er veel onderzoeken zijn naar roestvrij staal, de onderzoekers concentreerden zich op ferritisch staal, een goedkoper staal dat wordt gebruikt bij de constructie van pijpleidingen en andere grote constructies.

"Het bepalen van de locatie van de waterstof in het gastheermetaal is de vraag van een miljoen dollar, " zei May Maarten, een van de auteurs.

specifiek, begrijpen waar de waterstof onder spanning komt te staan ​​in een bulkmateriaal is van cruciaal belang voor het begrijpen van verbrossing.

"We hebben deze vraag niet beantwoord, maar door technieken te combineren, we komen dichter bij dat antwoord, " zei Martijn.

De onderzoekers belichtten verschillende combinaties van technieken en methoden, inclusief atoomprobe tomografie. APT is een meetinstrument dat een veldionenmicroscoop combineert met een massaspectrometer om 3D-beeldvorming en chemische samenstellingsmetingen op atomaire schaal mogelijk te maken, zelfs voor lichte elementen zoals waterstof.

Andere veelbelovende technieken zijn 2D-mapping door secundaire ionenmassaspectrometrie om de vraag te beantwoorden waar waterstof in een materiaal ligt. Ionenmassaspectrometrie is een techniek die wordt gebruikt om de samenstelling van vaste oppervlakken en dunne films te analyseren door het oppervlak van het monster te sputteren met een gefocusseerde primaire ionenstraal en de uitgestoten secundaire ionen te verzamelen en te analyseren.

De onderzoekers zeiden dat er vooral in het laatste decennium grote vooruitgang is geboekt op het gebied van waterstofbrosheid, dankzij de ontwikkeling van nieuwe experimentele mogelijkheden. Naarmate nieuwe experimentele technieken worden verfijnd, wordt verwacht dat het veld zich in een opmerkelijk tempo zal blijven ontwikkelen.

"Naarmate het veld zich uitbreidt, we hopen dat onze krant een goede bron is voor degenen die het veld in gaan, " zei Martijn.