脆化是向全球氢经济转型面临的最大障碍之一。悉尼大学研究人员发现的一个新过程正在帮助阐明如何更好地预防这种情况。

为什么氢会导致钢材变脆和开裂，这是工程师和研究人员面临的一大难题，他们希望为氢时代(澳大利亚希望在 2030 年引领氢时代)开发大规模运输和存储解决方案。

得益于悉尼大学的新研究，他们现在可能距离了解氢如何影响钢铁又近了一步。研究人员发现，在金属碳化物强化钢中添加化学元素钼可显着增强其捕获氢的能力。

这一发现发表在《自然通讯》上，由副校长(研究—企业和参与)Julie Cairney 教授和 Yi-Sheng (Eason) Chen 博士领导的团队证明，成员包括刘冉明博士和博士。 D . 候选人刘庞玉。

他们使用了悉尼大学首创的先进显微镜技术，称为低温原子探针断层扫描，可以直接观察材料中的氢分布。

澳大利亚显微与微分析中心的凯尼教授说：“我们希望这项研究能够让我们更接近地揭示钢铁中发生氢脆的确切原因，为氢运输和储存的大规模解决方案铺平道路。”研究进行的地方。

氢脆是氢导致钢等高强度材料变脆和破裂的过程。研究人员表示，这是向氢经济转型的最大障碍之一，因为它阻碍了氢在高压下的有效储存和运输。这使得理解和解决脆化问题成为可再生能源市场价值数十亿美元的问题。

“大规模氢经济的未来很大程度上取决于这个问题。氢是出了名的阴险;作为最小的原子和分子，它会渗透到材料中，然后使它们破裂和破坏。为了能够有效地生产、运输、储存而大规模使用氢气，这并不理想。”陈博士说。

德勤预计，到 2050 年，清洁氢市场规模将达到 1.4 万亿美元。

这个过程是如何进行的

将钼添加到钢中，与其他元素结合形成一种极硬的陶瓷，称为“碳化物”。碳化物通常添加到钢中以提高其耐用性和强度。

利用先进的显微镜技术，研究人员发现被捕获的氢原子位于碳化物位点的核心，这表明添加钼有助于捕获氢。将此与基准碳化钛钢进行比较，后者没有表现出相同的氢捕获机制。

“钼的添加有助于增加碳空位的存在——碳化物中的一种缺陷，可以有效地捕获氢，”陈博士说。

添加的钼仅占钢总量的 0.2%，研究人员表示，这使其成为一种具有成本效益的减少脆化策略。研究人员认为铌和钒也可能对钢产生类似的影响。