Wasserstoff als Energieträger.
Inmitten einer vom Klimawandel geprägten Zeit, in der grüne Alternativen hinsichtlich der Energiewende zunehmend an Interesse erlangen, favorisiert sich vor allem das kleinste Atom „Wasserstoff“ als einer der größten und vielversprechendsten Energieträger. Von ökonomischer als auch ökologischer Effizienz geprägte Visionen, das vorliegende Erdgasnetzwerk aus Stahlpipelines für den Wasserstofftransport zu integrieren, treffen dabei auf herausfordernde Aufgabenstellungen.
Eine besondere Herausforderung ist die Tatsache, dass Wasserstoff in Kontakt mit den gängigen Stahlsorten eine Versprödung und damit verfrühtes, schwer prog-nostizierbares Versagen hervorrufen kann. Diese soge-nannte „Wasserstoffversprödung“ ist ein wesentlicher Sicherheitsfaktor im Vorfeld verschiedener industrieller Anwendungen, die von der Offshore-Industrie über die chemische Verarbeitung bis hin zum Automobil- und Energiesektor reichen, und bietet, sowie fordert, enormes Forschungspotential.
Als zukunftsorientiertes und umweltbewusstes Unter-nehmen entwickelte das Materials Center Leoben (MCL) in enger Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Materialphysik der Montanuniversität Leoben eine neuartige Methode zur Untersuchung der Wasserstoff-Interaktionen mit dem in Kontakt tretenden Material. Diese verwendet das physikalische Prinzip der Beugung an Großforschungsanlagen mit hochenergetischer Röntgenstrahlung, die Änderungen innerhalb des ato-maren Aufbaus auflösen kann. Dank dieser Methode (siehe Bild2) kann das unterschiedliche Eindringverhal-ten der Wasserstoffatome in diverse Materialien analy-siert werden.
Maßgeblich für die Wasserstoffaufnahme und die damit einher gehende Anfälligkeit für Versprödung ist die Mikrostruktur des Materials selbst – also der innere Aufbau des Materials, bestehend aus sogenannten Körnern & Phasen, sowie Korn- und Phasengrenzen, und Defekten (siehe Bild 1) . Industrielle Stellgrößen, wie etwa Wärmebehandlungen oder Legierungs-zusammensetzung, können die Mikrostruktur gezielt ändern, die Wasserstoffaufnahme reduzieren, und so die Sicherheit der Bauteile zielgerichtet erhöhen.
Wirkungen und Effekte
Aus einem Zusammenspiel modernster Forschungs-leistung und umweltbedingter Aufgabenstellungen schafft jene hochauflösende Charakterisierungsmethode ein Potential, die nachhaltige Entwicklung von Werk-stoffen mit einem zielgerichteten Eigenschaftsprofil voranzutreiben. In Zusammenarbeit mit bestehenden Industriepartnern wird damit ein wesentlicher Beitrag zur Förderung innovativer Technologien und zur Sicherstellung einer ressourcenschonenden, nachhalti-gen Materialentwicklung geleistet.
Projektkoordination (Story)
Dr. Marina Lukas
Senior Scientist Steel Engineering
Materials Center Leoben Forschung GmbH
T +43 (0) 3842 45922-532
marina.lukas(at)mcl.at
IC-MPPE / COMET-Zentrum
Materials Center Leoben Forschung GmbH
Vordernberger Strasse 12
8700 Leoben
T +43 (0) 3842 45922-0
mclburo(at)mcl.at
www.mcl.at
Projektpartner
• Materials Center Leoben Forschung GmbH, Österreich
• Montanuniversität Leoben, Österreich
• University of Maribor, Slowenien
• Österreichische Akademie der Wissenschaften, Erich Schmid Institut, Österreich