La Universidad de Cádiz, a través del investigador Ramón y Cajal, Luc Lajaunie, perteneciente al área de Química Inorgánica, está participando en un proyecto de investigación centrado en el desarrollo experimental de nuevas soluciones técnicas para la realización de aceros inoxidables que mejoren el almacenamiento y uso de hidrógeno.
Su finalidad es poder contar con un acero inoxidable que asegure una resistencia avanzada frente a los fenómenos de fragilización inducidos en este tipo de atmósferas, garantizando su seguridad y durabilidad, y moderando los costes en cuanto a la necesidad de material y técnicas de fabricación asociadas, ha explicado la Universidad en una nota.
Esta iniciativa, que además usará nuevas técnicas de caracterización y modelos computacionales de simulación, tiene unos objetivos «muy novedosos», ya que en la actualidad apenas se conoce el comportamiento mecánico de los aceros inoxidables comerciales bajo presión de hidrógeno, especialmente en presencia de defectos que pudieran generarse durante la fabricación de los depósitos de almacenamiento y, muy concretamente, en el caso de sus uniones soldadas.
De igual forma, la UCA ha manifestado «su relevancia» ante la futura economía basada en el hidrógeno verde y que la competitividad de los aceros inoxidables dependerá «en gran medida» de otros aspectos claves como la resistencia mecánica y el coste.
«El desarrollo interdisciplinar que se realizará en este proyecto permitirá definir los aspectos fundamentales para conseguir calidades de aceros inoxidables más resistentes para prestar servicios bajo presión de hidrógeno», han explicado los investigadores de la UCA.
Para entender la importancia de este proyecto, denominado ‘H 2 EPA: Hidrógeno: Envases a Presión en Acero Inoxidable’, la UCA ha explicado que «el hidrógeno está llamado a ser un vector energético clave para alcanzar la neutralidad climática a través de la descarbonización de la economía global».
No obstante, ha añadido, su progreso impone «una serie de retos industriales y de infraestructuras» que alcanzan hasta a los propios materiales que les darán servicio, como es el caso de los aceros inoxidables. A esto hay que sumar que «es conocido» que el hidrógeno puede disolverse y difundir en la mayoría de los metales, degradando sus propiedades mecánicas y su resistencia a la corrosión.
Este fenómeno, conocido como fragilización por hidrógeno (HE), ha sido objeto de numerosas investigaciones que han tratado de explicar los mecanismos subyacentes, sin embargo, sigue siendo objeto de debate y uno de los grandes problemas no resueltos en el campo de la metalurgia física.
En el caso de los aceros inoxidables, se estima que los austeníticos son compatibles con el hidrógeno, aunque esta compatibilidad depende en gran medida de la estabilidad de la austenita, mientras que el resto sufre fragilización en mayor o menor medida.
Por eso, es «esencial» una comprensión integral de la interacción entre el hidrógeno y el acero, por lo que «se requiere del uso de métodos de caracterización que proporcionen acceso a la estructura y la química local con resoluciones espaciales y espectrales definitivas», han argumentado.
La Microscopía Electrónica de Transmisión será esencial en este trabajo, ya que esta ‘microscopía avanzada’ proporciona acceso a la información estructural, química y física con una resolución espacial inmejorable.
Estos estudios se llevan a cabo utilizando el microscopio electrónico TEM Titán Themis de la Universidad de Cádiz, un microscopio de última generación que forma parte de la infraestructura Integrada de Microscopía Electrónica de Materiales de Microscopia Electrónica (ICTS Elecmi).
Este proyecto de I+D+i está financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación y los fondos europeos Next Generation EU, a través del Plan de Recuperación, Transformación y Resiliencia de España, y está coordinado por Acerinox Europa, contando con la participación de la Universidad de Cádiz, así como con la cooperación del centro de investigación Tecnalia y la Universidad de Oviedo.