Las características del hidrógeno hacen que su tratamiento presente muchos retos. A dos de esos retos, la fragilización y el almacenamiento eficiente, se quiere dar respuesta desde el consorcio vasco H2MAT+. Los socios, coordinados por Mondragon Goi Eskola Politeknikoa (MGEP), trabajarán en dos nuevas aleaciones de alta entropía, un nuevo tipo de acero para trabajo en ambientes hostiles y una estructura híbrida de acero y aluminio.
El proyecto H2MAT+, que tiene una duración de dos años (2024-2025), está subvencionado por el Departamento de Industria, Transición Energética y Sostenibilidad del Gobierno Vasco (Programa Elkartek 2024). El consorcio está coordinado por Mondragon Goir Eskola Politeknikoa y en él participan también Azterlan, Ceit, Tubacex Innovación, Tecnalia, UPV/EHU y Vicinay Marine Innovación, además del Cluster de Energía.
Durante estos dos años, el consorcio vasco H2MAT+ diseñará nuevas estructuras metálicas que den respuesta a los retos tecnológicos del transporte y almacenamiento de hidrógeno.
El proyecto trabajará para definir nuevas estructuras metálicas que puedan trabajar en contacto con el hidrógeno con menor susceptibilidad que los actuales. Para ello se partirá de una evaluación y valoración previa de estos materiales que actualmente trabajan en ambientes con alto contenido de hidrógeno.
Objetivos del proyecto H2MAT+
El primer gran reto de este proyecto será conseguir materiales y combinaciones de materiales que puedan trabajar en ambientes ricos en hidrógeno. No obstante, dada la sinergia asociada a conocer cómo se compartan los materiales en esos ambientes, también habrá un objetivo secundario caracterizando materiales que podrían permitir almacenar hidrógeno de forma eficiente en estado sólido.
Asimismo, otro reto del proyecto es el establecimiento y desarrollo de suficiente conocimiento y capacidad experimental para investigar aplicaciones sujetas a corrosión, fragilización y fatiga asistida por hidrógeno. Estas capacidades permitirán comprender el efecto del hidrógeno tanto en los materiales metálicos actuales como en los que se desarrollen en el proyecto.
Estructuras metálicas
Como parte de la solución que persigue H2MAT+ a los retos planteados, el consorcio ha seleccionado cuatro estructuras metálicas que desarrollará, analizará y evaluará.
Por un lado, frente a la fragilización por hidrógeno, se considera usar aleaciones de alta entropía (HEA, de sus siglas en inglés) tanto de forma independiente como de recubrimiento de aceros; desarrollar nuevas aleaciones de alta entropía específicas para su uso con hidrógeno; caracterizar nuevas formulaciones de aceros que puedan comportarse mejor que los actuales en presencia de hidrógeno; y caracterizar estructuras híbridas de acero aluminio respecto al hidrógeno.
Por otro lado, respecto a la problemática del almacenamiento del hidrógeno en estado sólido, se evaluarán aleaciones HEA que se usen en el proyecto y otras desarrolladas por los socios respecto a este fin.
Las estructuras metálicas seleccionadas serán evaluadas respecto a sus características de permeación y propiedades mecánicas en presencia de hidrógeno.
Los socios avanzarán en el desarrollo del conocimiento sobre cómo optimizar su microestructura para mejorar su comportamiento frente al hidrógeno y, especialmente, de las interfases de uniones híbridas entre HEA y acero producidas mediante las tecnologías NSF (Near solidus Forming), fundición centrífuga, cofusión y HIP. Las características microestructurales de los materiales usados en H2MAT+, controladas mediante tratamientos térmicos u otros, determinan su comportamiento respecto a la absorción de hidrógeno.
Ensayo para materiales en contacto con hidrógeno
En el marco del proyecto, también destaca la capacidad de evaluación mecánica de materiales y estructuras.
Las entidades de I+D integradas en H2MAT+ han usado el trabajo desarrollado en H2MAT, proyecto Elkartek previo, para posicionarse como un actor activo en el campo de ensayos de materiales en contacto con hidrógeno. Así, han diseñado y adquirido nuevos métodos de ensayo destinados a validar materiales metálicos en contacto con hidrógeno.
Gracias a estas nuevas instalaciones y capacidades, evaluarán, por ejemplo, el comportamiento mecánico de estructuras híbridas aligeradas, aluminio/acero inoxidable, respecto al hidrógeno.
A la conclusión del proyecto, se llevará a cabo una evaluación y valoración técnico-económica integral de los materiales y estructuras obtenidas respecto a aceros usados en el transporte y almacenamiento de hidrógeno, y de otras familias de aceros de nueva generación.