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FP7

MATHRYCE — Risultato in breve

Project ID: 303422
Finanziato nell'ambito di: FP7-JTI
Paese: Francia
Dominio: Ricerca di base, Tecnologie industriali, Energia

Progettazioni più sicure per i contenitori ad alta pressione per l’idrogeno

Le infrastrutture rappresentano la sfida più grande che la tecnologia della cella a combustibile affronta oggi. Per uno stoccaggio e un trasporto sicuri dell’idrogeno, dei ricercatori finanziati dall’UE hanno proposto una metodologia per valutare la maggiore fatica da idrogeno quando si progettano contenitori metallici ad alta pressione.
Progettazioni più sicure per i contenitori ad alta pressione per l’idrogeno
Le stazioni di rifornimento per l’idrogeno sono state costruite ma gli standard internazionali non affrontano adeguatamente l’effetto della maggiore fatica da idrogeno nei contenitori ad alta pressione per contenerlo. Il progetto MATHRYCE (Material testing and recommendations for hydrogen components under fatigue), finanziato dall’UE, mirava a colmare questa lacuna.

Il progetto ha riunito leader mondiali nello sviluppo di standard e nella produzione e stoccaggio dell’idrogeno. Il Centro comune di ricerca (JRC) della Commissione europea ha anche partecipato con organizzazioni governative provenienti da tre paesi europei.

Vari componenti della catena di fornitura dell’idrogeno, tra cui i compressori ad alta pressione e i tamponi di pressione delle stazioni di rifornimento, sono sottoposti a carico ciclico. In Europa, i codici locali sviluppati non prendono sufficientemente in considerazione il carico da fatica dovuto alla pressione generata dall’idrogeno.

Per quantificare l’effetto dell’idrogeno sulla vita a fatica, i ricercatori hanno adottato un approccio combinato numerico e sperimentale. I risultati hanno fornito le condizioni indicative e attualmente possibili per una serie di test in laboratorio. Contemporaneamente, è stata organizzata una campagna di prove, che supporta sia i test di laboratorio che quelli su scala naturale mirati a valutare l’effetto dell’idrogeno sull’acciaio.

Contenitori prototipo e con dimensioni reali sono stati fabbricati usando acciaio al Cr-Mo con una microstruttura bainitica e martensitica temprata. Sebbene tradizionalmente utilizzato per la fabbricazione di contenitori ad alta pressione per il trasporto e lo stoccaggio dell’idrogeno, questo particolare acciaio è sensibile all’infragilimento da idrogeno. In condizioni con carico ciclico e idrogeno ad alta pressione, la formazione e la crescita di crepe potrebbero essere accelerate.

I partner di MATHRYCE hanno sviluppato una strumentazione da test per rilevare la formazione di crepe da fatica causata dalla pressione dell’idrogeno e per misurare la loro crescita. I risultati delle prove in condizioni di alta pressione dell’idrogeno hanno gettato le basi per lo sviluppo di una metodologia semplice da implementare per valutare i contenitori di idrogeno ad alta pressione. Essa si basa sui dati della vita a fatica ottenuti da prove su scala di laboratorio combinati con dati ottenuti dal collaudo di cilindri in scala naturale sottoposti a carico ciclico.

La progettazione di contenitori metallici sotto pressione si può adesso basare su una solida conoscenza relativa all’influenza di vari parametri come ad esempio pressione e frequenza di carico sulla maggiore fatica da idrogeno. I risultati di MATHRYCE hanno prodotto raccomandazioni per gli organismi internazionali di normalizzazione (ISO, CEN) e hanno aperto la strada per notevoli risparmi nella futura progettazione dell’infrastruttura per l’idrogeno.

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Keywords

Contenitore idrogeno alta pressione, tecnologia cella combustibile, standard internazionali, MATHRYCE, acciaio al Cr-Mo