Wasserstoff ist ein Energieträger der Zukunft – dazu muss er jedoch sicher gelagert und transportiert werden können. Allerdings sind Wasserstoff-Atome hochreaktiv und schädigen viele Materialien, beispielsweise Metalle: Diese werden spröde, können Risse bilden und sind weniger langlebig.

Nun wollen Wissenschaftler der Universität des Saarlandes herausfinden, welche Prozesse in den Materialien ablaufen und wie diese Schäden verhindert werden können. Die Forscher am Lehrstuhl für Experimentelle Methodik der Werkstoffwissenschaften unter Prof. Christian Motz erforschen diese Vorgänge auf der Mikroskala.

Florian Schäfer (Quelle: Saar-Uni / privat)

„Im Rasterelektronenmikroskop prüfen wir etwa 10 µm große Proben. Das ist insofern neu und einzigartig, als man während des Versuchs beobachten kann, was mit der Mikroprobe passiert.“
(Florian Schäfer, wissenschaftlicher Mitarbeiter und Leiter des Forschungsteams)

Zusätzlich leiten die Forscher ein Wasserstoff-Plasma (ionisiertes Wasserstoff-Gas) in die Vakuum-Kammer des Mikroskops. Danach führen sie eine mechanische Werkstoffprüfung durch, um Ermüdungsrisse, des Verformungsverhalten oder die Härte zu ermitteln.

Darüber hinaus wollen die Materialwissenschaftler mithilfe moderner Rasterkraftmikroskopie die Wasserstoffgeschwindigkeit im Material messen. Zudem untersuchen sie, an welchen Stellen der Mikrostruktur des Materials sich die Atome absetzen.

„Indem wir die Experimente einmal mit Wasserstoff und einmal ohne Wasserstoff durchführen, werden die Effekte bis hinunter zur Nanoskala sichtbar.“
(Florian Schäfer, wissenschaftlicher Mitarbeiter und Leiter des Forschungsteams)

Aus den Untersuchungsergebnissen wollen sie ableiten, wie sich die Geschwindigkeit des Wasserstoffs im Material verringern lässt. Und sie erwarten, klären zu können, warum sich die Atome an bestimmten Stellen ansammeln und was sie dort genau tun. Die Ergebnisse sollen helfen, die Materialauswahl für die Wasserstoffspeicherung zu verbessern und Materialien widerstandsfähiger gegenüber dem Wasserstoffangriff zu machen.


Quelle und weitere Infos: Saarbrücker Zeitung, Konstruktionspraxis, Universität des Saarlandes

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