För att möta industrins utmaningar i klimatomställningen investerar materialforskningsinstitutet Swerim 30 miljoner kronor i en unik testbädd för utveckling och provning av metalliska material och komponenter i vätgasmiljö under höga tryck. Testbädden är den enda i sitt slag i Sverige och efterfrågan från industrin är stor.
Elektrifiering av industri- och transportsektorn samt användning av vätgas som energibärare är två mycket centrala delar i omställningen som båda kommer att ställa nya tuffare krav på metalliska material och komponenter.
De flesta tillämpningar av vätgas innebär att gasen kommer att vara i kontakt med komponenter i stål och andra metaller, något som riskerar att leda till försprödning med katastrofala materialbrott om inte materialegenskaperna är klarlagda.
– För att få veta hur olika material, komponenter och fogar påverkas i kontakt med vätgas, finns inget annat sätt än att utföra provning i vätgasmiljö, förklarar Nuria Fuertes, gruppchef för metalliska material i aggressiva miljöer på Swerim. Det är fantastiskt att vi nu kan möta den stora efterfrågan som finns inom industrin. Swerim är redan idag det enda forskningsinstitutet i Sverige som utför mekanisk provning av metalliska material i vätgasmiljö. I vår nya autoklavrigg, som blir en av få i världen, kommer vi kunna utföra provning upp till 1000 bar av både material och komponenter. Extra stort intresse finns för brottmekanisk provning av olika slag.
Nuria tillsammans med andra forskare på Swerim har under många år forskat på vätets effekt på metalliska material. Under senaste året har hon lett den Vinnovafinansierade förstudien HyMech med fokus på att identifiera den svenska industrins behov av provning i vätgasmiljö.
– Intresset är verkligen stort från industrin längs hela värdekedjan och tillämpningarna är många, t.ex. vätgas som bränsle i fordon och reduktionsmedel vid ståltillverkning, berättar Nuria. Sedan tillkommer givetvis frågeställningar kring lagring och transport. De olika applikationerna gör att vätgas kommer att användas i stor skala vid såväl hög som låg temperatur vilket givetvis ställer krav på provningen.
– Elektrifieringen av fordonsflottan har även den sina materialtekniska utmaningar, inflikar Jonas Jordberg, chef för komponentgruppen på Swerim. Elektrifieringen kräver utveckling av nya drivlinor där axlar och andra komponenter utsätts för allt högre moment och belastningscykler samtidigt som systemen blir mer komplexa. Detta ställer högre krav på utmattningsegenskaperna hos de material som används.
För att möta provningsbehovet för nya komponenter kompletterar Swerim nu sin testbädd med resonans- och gigacykelriggar för utmattningsprovning vid höga- och ultrahöga cykler. Dessa är avgörande för att kunna utvärdera och testa material och komponenter för de högre verkningsgrader och livscykler som krävs inom elektrifierad drivlina och transmission. Mekanismer för utmattningsbrott vid längre livslängder beror på samspel mellan mikrostruktur och materialdefekter, där Swerim idag har en djup kompetens.
– Industrin står inför en stor utmaning att nå Sveriges högt ställda klimatmål. Det är jätteinspirerande att vara mitt i denna förändring där vår forskning är en viktig pusselbit för att underlätta och påskynda omställningen, avslutar Jonas.
För mer information kontakta:
Nuria Fuertes, nuria.fuertes@swerim.se
Jonas Jordberg, jonas.jordberg@swerim.se