Prevención de la Fragilización por Hidrógeno: El Papel de los Recubrimientos Barrera para la Economía del Hidrógeno
Autores: Wetegrove, Marcel; Duarte, Maria Jazmin; Taube, Klaus; Rohloff, Martin; Gopalan, Hariprasad; Scheu, Christina; Dehm, Gerhard; Kruth, Angela
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Prevención de la Fragilización por Hidrógeno: El Papel de los Recubrimientos Barrera para la Economía del Hidrógeno
Categoría
Energía
Subcategoría
Energías renovables
Palabras clave
Hidrógeno
Recubrimientos
Materiales
Cerámica
Aceros
Permeación
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Los recubrimientos de barrera de hidrógeno son capas protectoras que consisten en materiales con una baja difusividad y solubilidad intrínseca de hidrógeno, mostrando el potencial para retrasar, reducir o dificultar la permeación de hidrógeno. Se espera que los recubrimientos de barrera de hidrógeno permitan el uso de aceros, que son susceptibles a la fragilización por hidrógeno, específicamente aceros de bajo aleación rentables o aceros ligeros de alta resistencia, para aplicaciones en una economía de hidrógeno. Predominantemente, se han investigado materiales de recubrimiento cerámico para este propósito, incluidos óxidos, nitruros y carburos. En esta revisión, se discute el estado del arte con respecto a la permeación de hidrógeno para una variedad de recubrimientos. Al2O3, TiAlN y TiC parecen ser los candidatos más prometedores de un amplio conjunto de materiales cerámicos. Se comparan los métodos de recubrimiento con respecto a su capacidad para producir capas de calidad adecuada y su potencial para escalar para uso industrial. Se discuten diferentes configuraciones para la caracterización de la permeabilidad al hidrógeno, utilizando tanto hidrógeno gaseoso como hidrógeno originado de una reacción electroquímica. Finalmente, se esbozan posibles vías para la mejora y optimización de los recubrimientos de barrera de hidrógeno.
Descripción
Los recubrimientos de barrera de hidrógeno son capas protectoras que consisten en materiales con una baja difusividad y solubilidad intrínseca de hidrógeno, mostrando el potencial para retrasar, reducir o dificultar la permeación de hidrógeno. Se espera que los recubrimientos de barrera de hidrógeno permitan el uso de aceros, que son susceptibles a la fragilización por hidrógeno, específicamente aceros de bajo aleación rentables o aceros ligeros de alta resistencia, para aplicaciones en una economía de hidrógeno. Predominantemente, se han investigado materiales de recubrimiento cerámico para este propósito, incluidos óxidos, nitruros y carburos. En esta revisión, se discute el estado del arte con respecto a la permeación de hidrógeno para una variedad de recubrimientos. Al2O3, TiAlN y TiC parecen ser los candidatos más prometedores de un amplio conjunto de materiales cerámicos. Se comparan los métodos de recubrimiento con respecto a su capacidad para producir capas de calidad adecuada y su potencial para escalar para uso industrial. Se discuten diferentes configuraciones para la caracterización de la permeabilidad al hidrógeno, utilizando tanto hidrógeno gaseoso como hidrógeno originado de una reacción electroquímica. Finalmente, se esbozan posibles vías para la mejora y optimización de los recubrimientos de barrera de hidrógeno.