Contribución de la Deformación Plástica Severas a través de Torsión a Alta Presión al Ciclo del Hidrógeno: Desde la Producción y Almacenamiento de Hidrógeno hasta la Fragilización por Hidrógeno
Autores: Edalati, Kaveh
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2026
Acceso abierto
Artículo científico
2026
Contribución de la Deformación Plástica Severas a través de Torsión a Alta Presión al Ciclo del Hidrógeno: Desde la Producción y Almacenamiento de Hidrógeno hasta la Fragilización por Hidrógeno
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Hidrógeno
Portador de energía
Neutralidad de carbono
Producción
Almacenamiento
Fragilización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El hidrógeno es un portador de energía clave para lograr la neutralidad de carbono, sin embargo, su implementación generalizada se ve obstaculizada por desafíos asociados con la producción eficiente de hidrógeno, el almacenamiento seguro y reversible de hidrógeno, y la fragilización inducida por hidrógeno. Los procesos de deformación plástica severa, particularmente la torsión a alta presión (HPT), han surgido como un enfoque poderoso capaz de abordar estos desafíos a través del refinamiento extremo de granos, la ingeniería de defectos, la estabilización de fases lejos del equilibrio y la síntesis de materiales novedosos. Este artículo revisa el impacto de la HPT en materiales relacionados con el hidrógeno, abarcando la producción de hidrógeno, el almacenamiento de hidrógeno y la resistencia a la fragilización por hidrógeno. Para la producción de hidrógeno, la HPT permite la síntesis de compuestos nanoestructurados, ricos en defectos y de composición compleja, incluidos óxidos de alta entropía y oxinitruros, que exhiben un rendimiento mejorado en hidrolicidad, electrocatalítica, fotocatalítica, fotoelectrocatalítica y fotoreformación. Para el almacenamiento de hidrógeno, la HPT modifica fundamentalmente la activación y la cinética de hidrogenación, y modifica la termodinámica mediante la ingeniería de la energía de enlace del hidrógeno, permitiendo el almacenamiento reversible de hidrógeno a temperatura ambiente en sistemas como aleaciones a base de Mg y aleaciones de alta entropía. Para la resistencia a la fragilización por hidrógeno, la HPT en condiciones optimizadas suprime la fractura asistida por hidrógeno mediante la ingeniería de granos ultrafinos y defectos (vacantes, dislocaciones, bloqueos de Lomer-Cottrell, dislocaciones parciales D-Frank, fallos de apilamiento, gemelos y límites de grano) que controlan la difusión de hidrógeno, la captura y la localización de tensiones. Al integrar conocimientos en estos tres dominios, este artículo destaca la HPT como una estrategia transformadora para desarrollar materiales de hidrógeno de próxima generación e identifica oportunidades clave para futuras investigaciones en la intersección de la deformación plástica severa y las tecnologías del hidrógeno.
Descripción
El hidrógeno es un portador de energía clave para lograr la neutralidad de carbono, sin embargo, su implementación generalizada se ve obstaculizada por desafíos asociados con la producción eficiente de hidrógeno, el almacenamiento seguro y reversible de hidrógeno, y la fragilización inducida por hidrógeno. Los procesos de deformación plástica severa, particularmente la torsión a alta presión (HPT), han surgido como un enfoque poderoso capaz de abordar estos desafíos a través del refinamiento extremo de granos, la ingeniería de defectos, la estabilización de fases lejos del equilibrio y la síntesis de materiales novedosos. Este artículo revisa el impacto de la HPT en materiales relacionados con el hidrógeno, abarcando la producción de hidrógeno, el almacenamiento de hidrógeno y la resistencia a la fragilización por hidrógeno. Para la producción de hidrógeno, la HPT permite la síntesis de compuestos nanoestructurados, ricos en defectos y de composición compleja, incluidos óxidos de alta entropía y oxinitruros, que exhiben un rendimiento mejorado en hidrolicidad, electrocatalítica, fotocatalítica, fotoelectrocatalítica y fotoreformación. Para el almacenamiento de hidrógeno, la HPT modifica fundamentalmente la activación y la cinética de hidrogenación, y modifica la termodinámica mediante la ingeniería de la energía de enlace del hidrógeno, permitiendo el almacenamiento reversible de hidrógeno a temperatura ambiente en sistemas como aleaciones a base de Mg y aleaciones de alta entropía. Para la resistencia a la fragilización por hidrógeno, la HPT en condiciones optimizadas suprime la fractura asistida por hidrógeno mediante la ingeniería de granos ultrafinos y defectos (vacantes, dislocaciones, bloqueos de Lomer-Cottrell, dislocaciones parciales D-Frank, fallos de apilamiento, gemelos y límites de grano) que controlan la difusión de hidrógeno, la captura y la localización de tensiones. Al integrar conocimientos en estos tres dominios, este artículo destaca la HPT como una estrategia transformadora para desarrollar materiales de hidrógeno de próxima generación e identifica oportunidades clave para futuras investigaciones en la intersección de la deformación plástica severa y las tecnologías del hidrógeno.