HELMet: Mitigación de la fragilización por hidrógeno mediante patrones de difusión en capas en metales

Periodo de programación:

2021-2027

Programa:

H2020 Programa Marco de Investigación e Innovación Horizonte 2020

Periodo de ejecución:

• Fecha de inicio: 1 de noviembre de 2024
• Fecha de finalización: 31 de octubre de 2029

Lider y/o coordinador del proyecto:

Universidad de Burgos

Entidades participantes de Castilla y León:

Universidad de Burgos

Tipo de entidad participante:

Universidades

Descripción:

La fragilización por hidrógeno (FH) de los materiales metálicos es uno de los principales desafíos para la adopción del hidrógeno verde como combustible limpio. Actualmente, la degradación de tuberías y recipientes se evita mediante un diseño conservador y la selección adecuada de materiales, pero nuevas estrategias de mitigación de la fragilización por hidrógeno impulsarán tecnologías rentables.

Propongo una estrategia de fabricación aditiva para modular la difusión del hidrógeno como un método eficaz e innovador para mitigar o incluso suprimir la FH. El éxito de este enfoque requiere la revisión de las técnicas de modelado y experimentales para caracterizar el transporte de hidrógeno y la fragilización en metales. Mi experiencia en mecánica computacional, simulación de la difusión del hidrógeno y fusión selectiva por láser (SLM) guiará este enfoque, mientras que la metodología se enriquecerá con estrategias innovadoras de ajuste de fases y procedimientos avanzados de computación y optimización.

La modulación de la difusión de hidrógeno en aceros se logrará aprovechando la enorme diferencia de difusividad entre las fases de hierro fcc y bcc. Los aceros inoxidables dúplex (DSS), que combinan fases de austenita (fcc) y ferrita (bcc), se consideran, por lo tanto, una primera opción para ajustar las rutas de difusión. Además, la evaporación localizada de nitrógeno para controlar directamente la formación de fcc o bcc durante la micro-LPBF de aceros con alto contenido de nitrógeno (HNS) se logrará mediante la variación local de los parámetros del láser.

El objetivo principal es proteger las regiones críticas y, por lo tanto, suprimir el agrietamiento inducido por hidrógeno. Para generar efectos de protección alrededor de los concentradores de tensión, se optimizarán estructuras tipo «casco» bcc/fcc mediante modelos acoplados que incluyen el transporte de hidrógeno y la fractura.

La captura y la difusión multifásica se evaluarán mediante novedosos procedimientos de modelado a partir de resultados experimentales de desorción térmica y permeación. Finalmente, la eficacia de los cascos optimizados se evaluará mediante ensayos in situ en H₂ gaseoso, lo que sentará las bases para el desarrollo de componentes resistentes para el transporte y almacenamiento de hidrógeno a alta presión.

Presupuesto y financiación:

• Presupuesto total: 1.499. 375,00 €
• Financiación concedida por la UE: 1.499 .375,00 €