Investigación de Permeación de Material de Polímero Reforzado con Fibra de Carbono para Almacenamiento de LH2 Termalmente Impactado y Ciclado Mecánicamente a Temperatura Criogénica
Autores: Dreossi, Giacomo; Horvat, Andrej Bernard
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Investigación de Permeación de Material de Polímero Reforzado con Fibra de Carbono para Almacenamiento de LH2 Termalmente Impactado y Ciclado Mecánicamente a Temperatura Criogénica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Hidrógeno
Soluciones de almacenamiento
Tanques de hidrógeno líquido
Problemas de seguridad
Permeabilidad de gases
Material CFRP
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 27
Citaciones: Sin citaciones
Para lograr los objetivos de sostenibilidad establecidos para el sector de la aviación europea, actualmente se están investigando soluciones impulsadas por hidrógeno. Las soluciones de almacenamiento son de particular interés, ya que los tanques de hidrógeno líquido presentan numerosos desafíos en cuanto a la integridad estructural de los materiales a temperaturas criogénicas, así como problemas de seguridad debido a la alta inflamabilidad del hidrógeno. En este contexto y en el marco del proyecto H2ELIOS de la Iniciativa Conjunta de Aviación Limpia (CAJU) del Horizonte 2020, se estudió el comportamiento de permeabilidad al gas del material de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) en cinta prepreg. Se realizaron investigaciones después de un choque térmico a 20 K (inmersión en hidrógeno líquido) así como después de la aplicación de una tensión uniaxial a 77 K para identificar el cambio del comportamiento Fickiano tras diversas condiciones de envejecimiento. La permeación de gas helio se probó a temperatura ambiente (RT), y se consideró su representatividad para la permeación de hidrógeno en un rango de temperaturas en el estudio. El comportamiento de permeación del material se comparó con la difusión Fickiana ideal como medio para identificar la degradación de la función de barrera de permeación relacionada. Finalmente, fue posible identificar comportamientos Fickianos, casi Fickianos y no Fickianos y correlacionarlos con el preacondicionamiento del material.
Descripción
Para lograr los objetivos de sostenibilidad establecidos para el sector de la aviación europea, actualmente se están investigando soluciones impulsadas por hidrógeno. Las soluciones de almacenamiento son de particular interés, ya que los tanques de hidrógeno líquido presentan numerosos desafíos en cuanto a la integridad estructural de los materiales a temperaturas criogénicas, así como problemas de seguridad debido a la alta inflamabilidad del hidrógeno. En este contexto y en el marco del proyecto H2ELIOS de la Iniciativa Conjunta de Aviación Limpia (CAJU) del Horizonte 2020, se estudió el comportamiento de permeabilidad al gas del material de polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) en cinta prepreg. Se realizaron investigaciones después de un choque térmico a 20 K (inmersión en hidrógeno líquido) así como después de la aplicación de una tensión uniaxial a 77 K para identificar el cambio del comportamiento Fickiano tras diversas condiciones de envejecimiento. La permeación de gas helio se probó a temperatura ambiente (RT), y se consideró su representatividad para la permeación de hidrógeno en un rango de temperaturas en el estudio. El comportamiento de permeación del material se comparó con la difusión Fickiana ideal como medio para identificar la degradación de la función de barrera de permeación relacionada. Finalmente, fue posible identificar comportamientos Fickianos, casi Fickianos y no Fickianos y correlacionarlos con el preacondicionamiento del material.