Un equipo de investigación de ingeniería de la Universidad de Alberta, de Canadá, identificó un nuevo material para recubrimientos de alta temperatura como motores de combustión de hidrógeno.
INTERNACIONAL | 21 de junio de 2024
La aleación recientemente desarrollada, AlCrTiVNi5, tiene propiedades termomecánicas superiores. Incluye alta estabilidad, baja expansión, tolerancia a la fractura y una valiosa combinación de resistencia y ductilidad. Esto lo hace capaz de resistir ambientes con mucho calor y alta presión. El revestimiento está fabricado a partir de una nueva aleación compuesta de metales como el aluminio y el níquel. El nuevo material se conoce como una aleación concentrada compleja. Es ideal para recubrir superficies que deben soportar altas temperaturas. Incluye, por ejemplo, turbinas de gas, centrales eléctricas, motores de vehículos y aviones. Después de identificar AlCrTiVNi5, el equipo sometió la nueva aleación a las mismas pruebas de alta temperatura utilizadas en las aleaciones existentes disponibles comercialmente. Todas las aleaciones existentes fallaron después de 24 horas o menos en el ambiente caliente y corrosivo, pero la nueva aleación concentrada compleja resistió el desafío.
Aunque la nueva aleación promete resistir eficazmente el calor de un motor de combustión de hidrógeno, la supervisora del proyecto, Jing Liu, profesora asistente en el Departamento de Ingeniería Química y de Materiales, indica que se necesitan más estudios antes de su adopción generalizada. No obstante, Liu mantiene su optimismo sobre el potencial del material.
En comparación con las aleaciones comerciales utilizadas en recubrimientos para aplicaciones de alta temperatura, el nuevo material demuestra una resistencia superior. Según Liu, podría ser crucial para su uso en motores de hidrógeno.
El hidrógeno es considerado una de las fuentes de energía más limpias, ya que solo produce agua cuando se quema o se utiliza en una pila de combustible. Este combustible juega un papel fundamental en los objetivos de reducción de emisiones de Canadá y Alberta, siendo útil en diversas aplicaciones como el transporte, la calefacción doméstica y la industria pesada.
Uno de los desafíos para la adopción del hidrógeno es la alta temperatura a la que arde, que varía entre 600 y 1500 grados Celsius. Estas temperaturas extremas requieren que cualquier componente mecánico involucrado en la combustión de hidrógeno soporte altas temperaturas y resista la corrosión del vapor.
Actualmente, la mayoría de los motores de combustión de hidrógeno en aplicaciones comerciales funcionan con una combinación de combustibles, como gas natural e hidrógeno, o diésel e hidrógeno. Sin embargo, a medida que más industrias buscan adoptar el hidrógeno como fuente principal de combustible, Liu enfatiza la necesidad de prepararse para las condiciones de temperatura extremadamente altas de un motor alimentado exclusivamente con hidrógeno.
“Si desea utilizar un motor de combustión 100 por ciento de hidrógeno, la temperatura de la llama es extremadamente alta”, dice Liu, una de las investigadoras. “Hasta ahora, ninguno de los recubrimientos metálicos existentes ha podido funcionar en un motor de combustión 100 por ciento de hidrógeno. A medida que avanzamos hacia un motor de combustión 100 por ciento de hidrógeno, queremos saber qué aleaciones pueden soportar las condiciones. Ninguno de los existentes lo hizo, pero aprendemos valiosos conocimientos de estos fracasos”.
Fuente: Zona de Pinturas
