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Inovação no armazenamento de hidrogênio: aço inoxidável resistente ao hidrogênio aumenta a segurança em tanques, tubulações e veículos movidos a hidrogênio
O hidrogênio se destaca como uma das fontes de energia mais promissoras e limpas dentro das alternativas renováveis. No entanto, seu uso em larga escala enfrenta um desafio fundamental: a segurança no armazenamento e transporte.
O risco de fragilização por hidrogênio, que pode danificar os materiais e causar vazamentos explosivos, é um dos maiores obstáculos para o desenvolvimento dessa tecnologia.
Para resolver esse problema, uma equipe da Universidade Nacional Cheng Kung (NCKU) de Taiwan, liderada pelo professor Hong Feiyi, criou um aço inoxidável inovador, capaz de garantir maior segurança na indústria do hidrogênio.
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O problema da fragilização
A fragilização ocorre quando átomos de hidrogênio penetram nos metais, enfraquecendo sua estrutura e gerando rachaduras.
Isso pode ser fatal para infraestruturas que lidam com o hidrogênio, como tanques de armazenamento e tubulações, onde os danos podem causar vazamentos e até explosões.
De acordo com o professor Hong Feiyi, os aços inoxidáveis tradicionais, como os graus 309 e 316, oferecem boa resistência à corrosão, mas são vulneráveis à fragilização por hidrogênio.
Esses fatores tornam esses materiais inadequados para aplicações críticas, como em veículos movidos a hidrogênio, onde impactos acidentais podem causar rupturas e causar liberação de forma perigosa.
Solução: aço inoxidável 416B
Para combater esse problema, a equipe da NCKU desenvolveu o aço inoxidável 416B, que não só resiste à penetração do hidrogênio, mas também tem alta resistência ao impacto e ao desgaste.
Esse material é tratado termicamente para criar uma estrutura de cristais aciculares, aumentando sua dureza e capacidade de resistir ao hidrogênio em nível atômico.
O resultado é um aço que pode ser utilizado em componentes que estão em contato direto com o hidrogênio sem comprometer a segurança.
A importância das juntas soldadas
Outro ponto crucial na infraestrutura de proteção são as juntas soldadas. Essas conexões entre materiais são frequentemente vulneráveis à fragilização, o que pode comprometer toda a estrutura.
Para melhorar essa questão, a equipe da NCKU desenvolveu o material soldável 420L, capaz de resistir à penetração do hidrogênio nas soldas.
Essa inovação está atualmente em processo de patenteamento e promete aumentar significativamente a segurança de tubulações e vasos de pressão usados no armazenamento e transporte do hidrogênio.
Laboratório especializado e experimentação rigorosa
Para garantir a eficácia de seus novos materiais, a equipe do professor Hong Feiyi construiu um laboratório especializado em fragilização por hidrogênio.
Este centro é um dos poucos na Ásia e conta com uma máquina de fadiga por tração elétrica de alta temperatura, única do tipo em Taiwan.
Nesse laboratório, os pesquisadores realizam testes de exposição ao hidrogênio concentrado, simulando condições reais de uso prolongado.
Os resultados mostram que o aço 416B é mais de duas vezes mais resistente à fragilização pelo hidrogênio do que os aços inoxidáveis tradicionais usados na indústria.
Avanços na transição para o hidrogênio verde
A criação do aço 416B e do material soldável 420L é um avanço significativo na busca por soluções mais seguras e eficientes para o uso do hidrogênio como fonte de energia.
Esse tipo de material pode ser aplicado em sistemas de armazenamento e transporte do gás, como tanques e dutos, além de componentes para veículos.
Com o crescente interesse global em reduzir as emissões de gases de efeito estufa e abandonar os combustíveis fósseis, o hidrogênio verde surge como uma alternativa vital.
Produzido a partir da eletricidade da água usando energia renovável, o hidrogênio verde não gera emissões poluentes, tornando-se um pilar importante para uma economia sustentável.
No entanto, para que essa visão se concretize, é essencial contar com materiais seguros e resistentes, como os desenvolvidos pela NCKU.
Esses materiais são fundamentais para garantir o transporte e armazenamento do hidrogênio ao longo de longas distâncias, até mesmo ultrapassando os 1.000 quilômetros.
Com informações de Ecoinventos.
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