23948sdkhjf

Forskningsgenombrott för framtidens energisystem

| Av Christer Åkerlundh | Tipsa redaktionen

Forskare på Chalmers har nått ett genombrott för förståelsen av hur korrosion går till i legeringar vid hög temperatur. Det har stor betydelse för framtidens energisystem.

Att utveckla legeringar som tål hög värme utan att korrodera är en nyckelutmaning inom många områden. Det gäller till exempel teknik för förnybar energi såsom ”grön” el från biomassa, fastoxid-bränsleceller och koncentrerad solenergi, liksom teknik för jetmotorer, petrokemi och materialbearbetning.

Läs också: Satsning på AI-forskning

Alla metaller som används vid hög temperatur reagerar spontant med omgivningen och bildar till exempel oxider, karbider och nitrider. Om de reaktionerna fortgår obehindrat så korroderar materialet mycket snabbt sönder. Därför innehåller alla högtemperaturlegeringar vissa element, särskilt krom och aluminium, som bildar skyddande skikt av kromoxid respektive aluminiumoxid på ytan.

Dessa skyddande ”oxidskal” växer långsamt och spelar en avgörande roll genom att förhindra att metallerna korroderar sönder. Därför handlar all forskning om högtemperaturkorrosion om hur dessa skyddande oxidskal bildas, hur de tillväxer och hur och varför de ibland inte förmår skydda metallen.

I en artikel i Nature Materials besvaras två klassiska frågeställningar inom området. Den ena gäller de mycket små tillsatser av så kallade reaktiva element (RE) – ofta yttrium och zirkonium – som finns i alla högtemperaturlegeringar. Den andra frågeställningen handlar om vattenångans roll.

– Legeringarnas prestanda förbättras oerhört när man tillsätter reaktiva element. Men varför det är så har ingen hittills kunnat visa i detalj. Man har heller inte riktigt förstått vattenångans roll, som alltid är närvarande i miljön. Vår artikel presenterar ett helt nytt koncept för att förstå dessa två centrala frågor om det skyddande oxidskalet, säger Nooshin Mortazavi, fysikforskare på Chalmers och försteförfattare till artikeln i Nature Materials.

Läs också: Kraftfull satsning inom AI

Forskarna visar att de reaktiva elementens roll och vattnets betydelse är sammanlänkade. Närvaron av yttriumoxid gör att aluminiumoxid till en början blir genomsläpplig för vatten, och kombinationen av yttriumoxid och vattenånga ger därmed ett snabbväxande skikt av nanokristallin aluminiumoxid som efterhand omvandlas till ett skyddande aluminiumoxidskal.

– Artikeln ifrågasätter flera etablerade ”sanningar” inom korrosionsvetenskapen, och ger en ny förståelse som öppnar upp för nya forskningsidéer och strategier för att utveckla bättre legeringar, säger medförfattaren Lars-Gunnar Johansson, professor i oorganisk kemi och föreståndare för Kompetenscentrum för högtemperaturkorrosion (HTC) på Chalmers.

– Alla inom högtemperaturbranschen har väntat på den här upptäckten, säger Nooshin Mortazavi. Den innebär ett paradigmskifte inom forskningsfältet, i och med att vi etablerar nya principer för att förstå nedbrytningsmekanismerna för en hel materialklass.

Chalmersforskarna presenterar dessutom en ny idé för att öka tåligheten hos legeringar inom befintliga tillverkningssystem. De har upptäckt att RE-tillsatserna i de undersökta legeringarna förekommer som oxid-nanopartiklar och att partiklarnas storleksfördelning är kritisk. Alltför stora RE-partiklar orsakar sprickor i det skyddande aluminiumoxidskiktet, så att korrosiva gaser läcker in till legeringen som snabbt korroderar. Forskarna visar att det går att skapa ett mer skyddande oxidskal genom att reglera RE-partiklarnas storleksfördelning.

 



Håll dig uppdaterad med UochD
Är du prenumerant? Bli prenumerant

Med en prenumeration får du obegränsad tillgång till webbtidningen. Läs webbtidningen online.


Skriv din kommentar
Inläggen nedan modereras inte i förväg och omfattas därmed inte av webbplatsens utgivningsbevis.
Startsidan just nu

Ingår samarbetsavtal med Pichano

Vill skapa urban testbädd för drönare

För att drönartrafiken ska kunna öka behövs en infrastruktur i luftrummet. Nu görs en förstudie till en testbädd.

Förvärv inom tryckluftsbranschen

Nu är de miljöcertifierade

Slangservice i Halmstad

Öppet brev om elmontörers död

Fackförbunden Elektrikerna och Seko har skrivit ett öppet brev angående fem elmontörers död på jobbet i år.

Nyhetsbrev

Nyhetsbrevet skickas ut en gång i veckan.

Se det senaste nyhetsbrevet. Annonsera i nyhetsbrevet

Ny standard fyller en lucka

Arkiv

Olycka på bruket

Undersökning tar tempen på svensk industris digitalisering

Hur långt har svensk industri kommit med digitaliseringen? Det har SKF undersökt.

Frukostseminarium om systemstöd

Brion Teknik etablerar i Fyrbodal

Det nystartade företaget Brion Installation & Service fortsätter att expandera enligt sin affärsplan och startar Brion Teknik Fyrbodal.

Alltfler energiföretag väljer IFS

Från pappersarkiv till databas

Kemikaliejätten riskerar vite

Arbetsmiljöverket vill se riskbedömning av kemikalier och märkning av rör på bolagets kracker- och polyetenanläggningar.

3D-teknik kan underlätta militärens underhåll

Vid den just avslutade Natoövningen i Norge testade militären 3D-tillverkning av reservdelar ute i fält.

Verkstad i konkurs för andra gången

Oljesaneringen i Gävlebukten komplicerad

Ön kan fördubbla förnybar elproduktion

Fler grafenprojekt startar

Omärkta rör gav 150 000 i sanktionsavgift

Levererar digital kontrollanläggning

ABB inleder en ny era för digitalisering i Norge.

Hexagon börjar använda Augmented Reality

De båda företagen ska gemensamt uppnå ett tydligare mätresultat.

Renovering av bro dröjer

Oljan från Stora Enso sprider sig i Gävlebukten

SvT Gävleborg rapporterar att förra veckans oljeutsläpp från Stora Ensos fabrik i Skutskär har spridit sig till öarna i Gävlebukten.

Introducerar mobil uppkoppling till industriapplikationer

Säljer pumpverksamheten

Försäljningen av industritätningar ökar

Skruven är uppkopplad och förmedlar kritiska mätdata

AR-plattform får pris

Siemens på Scanautomatic

Idus gav resultat direkt för Härjeåns Energi

Vinner ännu ett kontrakt med OX2

Torka stänger pappersbruk

ABB vinner transformatororder

Unikt projekt testar att utvinna bioolja

Rockwell Automation inleder samarbete

Se alla Företagens egna nyheter

Nyhet! Snabb och exakt flerfärgs märkmaskin med utskärning – SMS R1

RS Components meddelar att Microchips nya utvecklingskort med AVR®-mikrokontroller är tillgängliga

RS Components släpper information om Big Step Challenge på electronica 2018

RS Components erbjuder nu kalibrerade produkter

RS Components presenterar distributionsavtal för industriella produkter från Control Techniques

KmK Instrument på Smålands Industrimässa i Växjö 17-18 oktober 2018

RS Components lanserar system med IP67-klassade 1,80 mm kabel-till-kabel-kontakter från Molex

RS Components lanserar RS PRO-serie med vibrationsdämpande koaxialkontakter för RF/mikrovågor

RS Components lanserar det första industriella PLCnext-styrsystemet

RS Components erbjuder innovativ vakuumformare av skrivbordsmodell från uppstartsföretaget Mayku

BlueSYSTEM SIGMA Engineering Set - för snabb och noggrann mätning vid maskinuppriktning

RS Components fokuserar på innovation och inspiration på electronica 2018

RS Components lanserar podcasten History Makers

KmK Instrument på Smålands Industrimässa i Växjö 17-18 oktober 2018

RS Components utökar sortimentet med pneumatiska RS Pro-enheter

RS Components presenterar industriella videoskop för inspektion av utrustning

RS Components presenterar tåliga kontaktdon för ett utbud av industriella tillämpningar

IoT-utvecklingssats från RS Components är klar att anslutas till avancerad molntjänstplattform

RS Components lagerför nu den senaste versionen av HARTING PushPull-kontaktdon för industriell miljö

RS Components presenterar branschens första IP54-klassade IIoT-utvecklingssats från HARTING

RS Components presenterar en ny serie med värmekameror för underhåll från F...

RS Components avtal med Zerynth förstärker partnerskapet och utökar DesignS...

RS Components presenterar nytt trådlöst tillbehör att använda med PELTOR-hö...

RS Components blir Glenairs digitala distributionspartner

RS Components lanserar kontaktdonen MUO 2.5 från Molex för elektrisk utrust...

Sänd till en kollega

0.178