Aluminium 5 razy bardziej odporne na wodór już gotowe do produkcji
Międzynarodowy zespół badawczy kierowany przez Instytut Maxa Plancka opracował nową rodzinę stopów aluminium z dodatkiem skandu. Materiał oferuje aż o 40% większą wytrzymałość i pięciokrotnie wyższą odporność na wodór. To może zmienić zasady gry w magazynowaniu i transporcie wodoru.
Nowe rozwiązanie na stary problem
30 kwietnia 2025 roku ogłoszono wyniki badań nad nowymi stopami aluminium-magnezu ze skandem. Celem było rozwiązanie problemu kruchości wodorowej, który od lat ograniczał zastosowanie aluminium w środowiskach nasyconych wodorem. Zjawisko to prowadziło do pękania i degradacji materiałów w obecności wodoru.
Nowe stopy nie tylko przeciwdziałają temu zjawisku, ale również wykazują znacznie lepsze właściwości mechaniczne. Według zespołu badawczego, nowe materiały cechują się o 40% wyższą wytrzymałością oraz pięciokrotnie lepszą odpornością na wodór niż dotychczasowe rozwiązania.
Sekret tkwi w mikrostrukturze
Sukces nowego materiału opiera się na dwuetapowej metodzie nano-precypitacji. Dzięki precyzyjnym obróbkom cieplnym, udało się wytworzyć strukturę zawierającą nanocząsteczki Al₃Sc i Al₃(Mg,Sc)₂. Pierwszy składnik zapewnia mechaniczną wytrzymałość, a drugi – wiąże cząsteczki wodoru i zapobiega powstawaniu mikropęknięć.
Nanostruktura jest jednorodnie rozproszona w całym materiale, co przekłada się na wysoką trwałość i odporność w praktycznym zastosowaniu. Potwierdzono to za pomocą tomografii z sondą atomową, która pozwala na obserwację struktury materiału na poziomie atomowym.
Dodatkowo zastosowano strategię rozdzielania rozmiarowego podczas procesu krzepnięcia i wyżarzania. Pozwoliło to zoptymalizować rozmieszczenie nanocząstek i zwiększyć odporność stopów na naprężenia mechaniczne oraz działanie wodoru.
Gotowe na przemysłową skalę
Nowe stopy zaprojektowano z myślą o wdrożeniu w istniejących procesach przemysłowych. Mogą być odlewane w standardowych formach miedzianych chłodzonych wodą, co eliminuje konieczność kosztownego przekształcania linii produkcyjnych.
Przekłada się to na konkretne korzyści: lżejsze zbiorniki na wodór oraz komponenty do pojazdów wodorowych bez utraty bezpieczeństwa i trwałości. Mniejsza masa elementów może przyczynić się do obniżenia kosztów produkcji i szybszego wdrażania infrastruktury wodorowej.
Współpraca międzynarodowa i nowe wyzwania
Za sukcesem projektu stoi współpraca między Europą a Chinami, co pokazuje rosnące globalne zaangażowanie w rozwój technologii wodorowych. Istotną rolę odegrał również skand – rzadki pierwiastek, który coraz częściej pojawia się w zaawansowanych materiałach inżynierskich.
Choć nowe stopy są obiecujące, rodzą się pytania o dostępność skandu na skalę przemysłową. Zapewnienie stabilnych i zrównoważonych łańcuchów dostaw tego pierwiastka będzie kluczowe dla przyszłej produkcji.
Co dalej?
Nowe stopy mogą przyspieszyć rozwój technologii ogniw paliwowych i infrastruktury wodorowej. Eliminacja problemu kruchości wodorowej oznacza większe bezpieczeństwo, mniejsze koszty utrzymania i szybszą implementację rozwiązań energetycznych nowej generacji.
Przed technologią stoją jednak kolejne etapy: programy pilotażowe, opracowanie norm i certyfikacji, a także logistyczne aspekty związane z dostawami skandu. Niemniej jednak materiały przestają być barierą dla wodoru – a to ogromny krok w stronę jego upowszechnienia.
Zobacz również:- Polska może mieć własne złoża białego wodoru. AGH wskazuje potencjalne lokalizacje
- Wodór z Afryki popłynie do Europy – UE inwestuje 24 mln euro
- Hitachi Energy wspiera największy projekt wodoru w Chinach – 3 GW mocy z OZE
- Eksplozja, ogień i wodór. Rumunia odkrywa naturalne złoże wodoru pod ciśnieniem
Źródło: Max Planck Institute for Sustainable Materials
Obserwuj
Może Cię również zainteresować
ORLEN zakończył badania dna Bałtyku pod nową morską farmę wiatrową Baltic East
Grupa ORLEN zakończyła kluczowe badania sejsmiczne i geotechniczne dna Bałtyku dla projektu morskiej farmy wiatrowej Baltic East. Prace prowadzone przez konsorcjum polskich firm umożliwią realizację kolejnych etapów inwestycji o potencjale blisko 1 GW.
Plan STIP UE: pierwsze kroki w kierunku produkcji zielonych paliw dla lotnictwa i żeglugi
Unijny Plan Inwestycji w Zrównoważony Transport (STIP) wskazuje kierunki wsparcia produkcji e-paliw dla lotnictwa i żeglugi, podkreślając pilną potrzebę działań. Eksperci T&E ostrzegają, że kluczowe decyzje muszą zapaść szybko, by Europa utrzymała przewagę technologiczną.
UE na COP30: Europa podtrzymuje kurs na OZE i efektywność energetyczną
Podczas otwarcia COP30 przewodnicząca Komisji Europejskiej podkreśliła determinację Unii Europejskiej w realizacji celów klimatycznych. Europa deklaruje wsparcie dla transformacji energetycznej na świecie oraz dalsze zwiększanie udziału OZE i efektywności energetycznej.
UE osłabia cel klimatyczny na 2040 rok – co to oznacza dla transformacji energetycznej?
Ministrowie państw UE uzgodnili niższy cel redukcji emisji do 2040 roku – 85%, w tym możliwość wykorzystania międzynarodowych offsetów. Decyzja ta budzi kontrowersje i pytania o przyszłość europejskiego przywództwa klimatycznego.
Ulgi dla odbiorców przemysłowych w 2026 roku – nowe zasady i terminy
Urząd Regulacji Energetyki przypomina odbiorcom przemysłowym o nowych zasadach i terminach składania oświadczeń dotyczących ulg na energię elektryczną w 2026 roku. Kluczowy jest termin do 15 listopada 2025 r.
Nowy kompromis klimatyczny i perspektywy OZE – Paulina Hennig-Kloska otwiera konferencję EuroPower
Podczas otwarcia konferencji EuroPower ministra klimatu i środowiska Paulina Hennig-Kloska ogłosiła osiągnięcie kompromisu w sprawie ETS2 oraz zapowiedziała dalsze przyspieszenie transformacji energetycznej i inwestycji w OZE.
Komentarze