PROIEKTUA

Molécula H2

HELBURUAK

H2MAT proiektuaren helburu nagusia geruza anitzeko (Entropia Handiko Aleazioa-interfasea-altzairua) egiturak diseinatu, fabrikatu eta ebaluatzea da, egun hidrogenoa garraiatzeko aplikazioetan erabiltzen den altzairu herdoilgaitzaren mugapenei alternatiba bat eskaintzeko.

Azpi-helburuak

ULERTU ETA KONTROLATZEA

HEA-altzairua interfasearen izaera fisikoa eta kimikoa ulertu eta kontrolatzea, hidrogenoa altzairurantz heda dadila eragozteko, kanpoko materialak ere sartuz; adibidez, kobrezko aleazioak edo beste batzuk.

JOKABIDEA EBALUATZEA

Burdina zein kobrea oinarri duten entropia handiko aleazio ez-konbentzionalek hidrogenoarekin duten JOKABIDEA EBALUATZEA, baita lehendabizikoek altzairuekin duten bateragarritasuna ere.

NSF, galdaketa eta HIP teknologien optimizazioa

NSF, galdaketa eta HIP teknologien optimizazioa, interfase kontrolatuak dituzten lotura hibridoak sortzeko eta prozesatzean gertatzen den karbonoaren HEArako hedapena gutxitzeko.

Lortutako egituren ebaluazio tekniko-ekonomikoa

Lortutako egituren ebaluazio tekniko-ekonomikoa, egun hidrogenoaren garraioan erabiltzen diren altzairu herdoilgaitzezko egituren aldean, baita baldintza kriogenikoetan edo hidrogenoan aberatsak diren beste ingurune batzuetan izan dezaketen erabilera ere.

IRISMEN TEKNOLOGIKOA

Hidrogenoa amaierako hainbat erabileratan energia-iturritzat modu eraginkorrean baliatu ahal izango den etorkizun horretara jotzeko, behar-beharrezkoa da jasan beharreko baldintzei aurre egiteko gauza diren materialak eta hauen fabrikazioa diseinatu eta optimizatzea. Horren harira, H2MATek zera planteatzen du:

Infografia HEA Interfase acero

Hidrogenoarekiko erresistentzia izan eta horren hedapena murriztuko duten material berriak garatzea

Egun erabiltzen diren altzairuek ez dute propietate onik hidrogenoan aberatsak diren inguruneetan, eta horien fragilizazioa ere gerta daiteke muturreko kasuetan, entropia handiko aleazioetan (HEA) ez bezala.

Ondorioz, H2MATen bitartez, zehatz-mehatz egiaztatu nahi da altzairuak HEAz estaliz gero horien bizialdi erabilgarria luzatu ahal ote den, hodiak gaindimentsionatu beharrik gabe. Aplikazio estentsiboetan ez dirudi ekonomikoki bideragarria denik HEA baino ez duten hodiak garatzea, ezta ohikoena den Cantor aleazioarekin ere. Aplikazio espezifikoak, aeronautika kasu, esploratu beharreko eremuak izan daitezke.

Garapen teknologikorako beste esparru bat izan daiteke HEAren eta altzairuaren arteko interfasea sortzea da, karbonoa material batetik bestera hedatzea saihestuz. Ikerlan batzuen arabera, elementu honen presentziak fragilizazioa gertatzeko arriskua areagotzen du, altzairuan zein Cantor aleazioan. Karbonoak proiektu honetan erabiliko diren gainerako HEAetan izango duen eragina ere ebaluatu beharreko kontua izango da.

Arestian azaldu den bezala, materialen arteko hainbat konbinazio aztertu eta hidrogenoarekiko kontaktuan duten jokabidea ikertuko da, gerora hidrogenoaren garraioan erabili ahal izateko. Honen bitartez, zera lortu nahi da:

 

  • Erabilitako materialaren pisua murriztea.
  • Altzairuen dentsitateak murriztea.
  • Kostuak murriztea.
  • Kalitate handiagoko hodiak fabrikatzea.
  • Konbinazioak beste sektore batzuetara esportatzeko aukera aztertzea, aeronautika kasu.

Hainbat material dituzten sistema hibridoak planteatzea ekipamendua funtzionalizatzeko eta hedapen txikia, ekipamenduaren bizialdi luzea eta osagaiko kostu txikiagoa ziurtatzeko.

Proiektuan, HEA-Interfasea-Altzairua geruzak hibridatzeko hainbat teknologia aztertu eta probatuko dira, loturek nolako jokabidea duten egiaztatzeko.

Cofundición
Cofundición

Ko-galdaketa (TECNALIA eta AZTERLAN)

Ko-galdaketaren teknologiak txerto metaliko edo zeramikoen erabilera du oinarri lortutako piezen amaierako propietateak hobetzeko, batez ere higadurakoak edo propietate mekanikoak.

Prozesuaren hasieran, txertoa(k) moldearen barrunbean jartzen d(ir)a. Moldea itxi eta metal urtua isurtzen da.

Metalak txertoaren zati bat estali eta barneratuta utziko du, eta erabilitako materialen arabera, jarraikortasun metalikoa lor daiteke txertoaren (metalikoa, kasu honetan) eta piezaren artean, edo bestela, txertoa metalean barneratuta geratuko da solidotzean gertatutako uzkurduraren indarraren eraginez.

Horrela, unean uneko indargarriak dituen pieza matalikoa lortuko da, amaierako pisu txikiagokoa, baina ezaugarri mekanikoak eta higadurakoak areagotuak dituena.

NSF MU

NSF (Near Solidus Forming) (fusio-puntutik gertu) (MONDRAGON UNIBERTSITATEA)

Near Solidus Forming (NSF) deritzon fabrikazio-prozesuan, material solidoa oso tenperatura altuetan (urtze-puntutik gertu) eta bolumen itxian deformatzen da. Tenperatura altu horiek harikortasun handia ematen diote materialari, eta bolumen itxiko formatua duen tresneriarekin batera, pieza metaliko konplexuak lor daitezke, antzeko beste prozesu batzuetan baino gastu txikiagoarekin, energiari zein lehengaiei dagokienez.

Gainera, osagaien propietate mekanikoak beroko forjaketan lortutakoen antzekoak dira. Horren harira, aldez aurreko esperientzia kontuan hartuta, prozesu hau egokia izan daiteke proiektuan erabilitako material disimilarrak batzeko.

Prozesuko tenperatura altu-altuei esker, materialen arteko interakzio handiagoa lor daiteke, eta sortutako deformazioekin/presioekin batera, bertan dauden elementuen difusio bidezko lotura arras onak lor daitezke (Friction Stir Welding (FSW) delakoaren bidez lortutakoen antzekoak edo hobeak).

HIP (Hot Isostatic Pressing) bidezko Diffusio Bonding delakoa (CEIT)

Difusio bidezko lotura edo difusio bidezko soldadura deritzon egoera solidoko soldadura-prozesuak koaleszentzia eragiten die kontaktuan dauden bi gainazalei, tenperatura altuetan eta presio jakin batean. HIP delakoaren bitartez egindako egoera solidoko difusio bidezko soldaduran, egoera solidoko beste soldadura-teknika batzuetan ez bezala, egonkortasun-propietateak dituen soldatutako lotura sendo eta trinkoa lortzen da, soldatutako materialen ukipen-gainazalen tamaina eta konfigurazioa zeinahi dela ere. Lotu beharreko materialen arabera, beharrezkoa izan daiteke tarteko geruza bat aplikatzea difusioa eta bi aldeen arteko lotura sustatzeko, edo batu beharreko osagaien ausazko elementuren baten hedapena mugatzeko eta tarteko aldean konposatu hauskorren formazioa saihesteko. Gainera, HIParen tenperatura eta/edo presioa handitu edo murriztuz gero, difusioaren abiadura ere handitu edo murriztu ahal da, ukipen-eremuan nahi gabeko faseen nukleazioa eta hazkundea saihesteko.

Diffusion Bonding mediante HIP (Hot isostatic pressing) (CEIT)

Aurreikusitako emaitzak

\

HEA-altzairua interfasearen izaera fisiko-kimikoa ulertu eta kontrolatzea, hidrogenoaren hedapena oztopatzeko.

\

Hidrogeno bidezko fragilizazioari aurre egiteko jokabide hobea duten materialen arteko konbinazioak proposatzeko gaitasuna.

\

Muturreko teknologien ebaluazioa, prozesu-parametro optimizatuak proposatu ahal izateko.

\
Proiektu honetan garatutako materialen erabileraren bideragarritasunari buruzko ebaluazio tekniko-ekonomikoa.
\
Lortutako material hibridoetan hidrogeno bidezko fragilizazioa eta iragazkortasuna baliozkotzeko saiakuntzak garatzea.
\
Modelizazio termodinamikoaren (CALPHAD) arloan aurrera egitea, loturetan nahiz geruza anitzeko egiturako hidrogenoaren difusibitatean.

Adierazle nagusiak

14
indexatutako argitalpen zientifiko
2
EPO eta PCT patenteen eskaera

Jarduerak

Esquema h2mat

Proiektu honen PARTZUERGOAn hainbat eragilek bat egin dugu

MONDRAGON UNIBERTSITATEAk koordinatutako proiektu honek Zientzia, Teknologia eta Berrikuntzaren Euskal Sareko beste zazpi bazkide eragile ditu partaide: AZTERLAN, CEIT, SIDENOR I+D, TECNALIA, TUBACEX INNOVACIÓN, UPV/EHU eta EUSKADIKO ENERGIA KLUSTERRA.

Logo Mondragon Unibertsitatea
logo azterlan
Logo Ceit
Logo Sidenor
logo Tecnalia
Logo Tubacex
Logo euskal herriko unibertsitatea
Log cluster energía