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可再生能源的测试技术

当前,能源供应是最大、最重要的挑战之一:能源行业的CO2排放量约占全球的三分之二。扩展可再生资源产生的气候友好型能源,这对于应对气候变化至关重要。除了太阳能、风能和水力发电,氢气技术在全球能源行业正变得越来越重要,该技术在努力实现碳中和,最终为气候保护做出贡献。在整个氢气产业价值链中,材料以及基础设施都带来了新的、多样化的材料测试挑战。

氢气技术太阳能电池技术

氢气在化学工业中作为原材料或燃料使用已经有一段时间了,因为它被认为是未来理想而灵活的能源载体。它是所追求能源转型的一个基本组成部分,这就是为什么其适合广泛应用于工业、交通、电力和热力部门的原因。由可再生能源生产的绿色氢气可减少温室气体,有助于气候保护。

作为最常见的元素,氢元素的数量几乎是无限的,它可以直接使用,也可以以气体或液体的形式储存和运输。氢气的能量密度和结合形式可用性都非常高,使其成为一种具有吸引力的能量载体,但也不是没有问题,在处理方面要求相当高。

由于氢气密度低且分子横截面小,很容易快速地在固体材料中扩散。如果是金属材料,这会导致氢脆,反过来会导致材料强度显著降低。机械材料测试是表征和开发新型材料的一个重要组成部分,这些新型材料必须在氢气的长期影响下安全可靠地发挥作用。重要的安全关键性部件用于以下几个方面:

  • 制氢(例如电解槽)
  • 运氢(例如管道、阀门)
  • 储氢(例如液化气、压力容器)
  • 能量转换(如燃料电池)

机械材料测试需要精确且专门适用的测试技术,能够在氢气的直接影响下、在超高压、超低温的情况下和超长时间内可靠地测定材料的特性值。
以下应用示例介绍了ZwickRoell测试解决方案,该解决方案全面满足了氢气行业的高要求,并为材料和部件的进一步开发做出了重要贡献。

氢气子页面

ASTM E1681
根据ASTM E1681标准进行的KIH试验是一种断裂力学试验,用于测定金属材料在氢环境中的临界应力强度因子(KIH)。
至 ASTM E1681
ASTM F1624
ASTM F1624标准描述了一种加速试验方法,用于测定高强度金属材料对因氢脆引起的延时失效的敏感性。
至 ASTM F1624
ASTM F519
ASTM F519标准规定了对高强度金属材料进行机械氢脆评估的试验方法。
至 ASTM F519

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高压釜 - 压缩氢气环境中的试验
高达400 bar;特殊型号最高可达1,000 bar
至 高压釜 - 压缩氢气环境中的试验
压缩氢气下的空心试样试验
高达200 bar
至 压缩氢气下的空心试样试验
氢气对金属的影响/氢脆
气态氢的试验要求和储存及运输方面的挑战
通过氢气高压釜(氢气压力罐)或空心试样技术在压缩氢气环境中测定氢脆的标准化方法和测试解决方案
至 氢气对金属的影响/氢脆
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