アプリ ビンゴ貯蔵および大規模な輸送のための損傷耐性材料の開発

アプリ ビンゴによって引き起こされる劣化の理解を進めることは、アプリ ビンゴの貯蔵と輸送を改善するために必要な科学的技術的知識を提供することができます。

Ta Venkatesh教授が率いるストーニーブルック大学、学術研究者の学際的なチーム、3つの機関(Stony Brook、Stanford、MIT)の3つのプログラム(材料科学および機械工学、化学工学)が、全国の研究所、産業、実用性とチームを組んでいます。米国国立科学財団から資金提供を受けたアプリ ビンゴに関する重要なプロジェクトのパートナーで、アプリ ビンゴ貯蔵と輸送を最適化します。

アプリ ビンゴ
(左から右)T.A。 Venkatesh、W。Cai、M。Dao、D。Mahajan、C。Clayton、T。Nakamura、C。SanMarchi

アプリ ビンゴの約束

燃焼生成物としての水を含むカーボンレス燃料であるアプリ ビンゴは、環境に対処するための究極のクリーン燃料です2管理。

アプリ ビンゴの属性は説得力があります。圧縮または液化の形式および吸着されたストレージシステムに保存できます。

ユーティリティの将来の計画

ユーティリティの観点から見ると、今日知られていないのは次のとおりです。
•   The magnitude and limits or the expected cost profiles to produce, store, and distribute hydrogen using the growing gas infrastructure; and
テクノロジー

RAND Corporationによる調査は、「アプリ ビンゴが電力または輸送部門の重要な燃料として現れた場合、規制当局はアプリ ビンゴ流通ネットワークへの競争アクセスと電気グリッドへの分散生成アクセスに関する決定に直面します。これらは、アプリ ビンゴの生産と分布における投機的投資(規制金利回収でカバーされていない)を考慮した天然ガスユーティリティにとって重要な考慮事項です。」

材料の問題とアプリ ビンゴ採掘フィールドのメカニズムの現在の理解

アプリ ビンゴ経済の約束を実現するには、アプリ ビンゴ貯蔵に関連する材料の問題をよく理解する必要があります。腹立(HE)を含むアプリ ビンゴ分解(HD)は、最終的に合金の冶金設計された靭性を最終的に分解し、最終的にアプリ ビンゴ貯蔵能力を損なう化学的および物理的プロセスを組み合わせた複雑な冶金現象として認識されています。

潜在的なパイプラインおよび圧力容器材料の機械的特性に対するアプリ ビンゴの影響を特徴付けるために、世界中でいくつかの努力が払われています。実験からの洞察により、主に表面エネルギーを減らし、アプリ ビンゴ強化装飾をもたらすプロセスを含むアプリ ビンゴ抱負の現象を説明するためのいくつかのメカニズムも提案されています。

アプリ ビンゴに閉じ込められた鋼が脈動するストレスにさらされる場合、ガスの圧力を高めるコンプレッサーステーションの近くのパイプラインで観察されるように、ガスのより速い動きを促進するために、脂肪のある損傷に対する有意な感受性を示すことができます。 。K)2つの異常な特性(図1に示すように)を表示します。

低亀裂駆動力(Δでのアプリ ビンゴの存在と濃度に高い感度がありますK)体制。また、より高い∆でアプリ ビンゴと微細構造の特徴に対する感度が比較的低いKレジーム。その結果、亀裂伸長率に対するアプリ ビンゴの影響(da/dn)は、駆動力Δの特定のしきい値の値を超えてのみ完全に表現されています。K.

観測をアプリ ビンゴ拡散および疲労負荷頻度と相関させるためにいくつかの提案がなされていますが、制御メカニズムはまだよく理解されていません。

学際的なチーム

アプリ ビンゴによって引き起こされる分解の基本的な理解を得るために、原子学および脱臼ダイナミクス(DR CAI)、結晶可塑性(DAO)および連続/構造的/構造的なダイナミクスから複数の長さのスケールをモデル化する専門知識を持つ学術チームである長さのスケール(ナカムラ博士とベンカテシュ博士)、およびインデンテーション、疲労、骨折(ベンカテシュ博士とダオ博士)の実験、腐食科学(クレイトン博士)、および脱炭素化のための技術のスケールアップ(マハジャン博士)が科学と協力して働いています。

重要な質問と仮説

チームは、疲労条件下でのアプリ ビンゴ誘発性の損傷の制御メカニズムが、亀裂先端の周りのプラスチックゾーンで、約1〜10ミクロンの長さのスケールで発生すると仮定しました。原子論的シミュレーションがブルートフォースによって処理するには大きすぎます。

チームは次のとおりです。
•   Develop a multi-scale modelling platform, informed by and integrated with experiments, to accelerate the pace of understanding and discovering fundamental knowledge related to the mechanisms of hydrogen embrittlement, particularly under fatigue-loading conditions; and
•   Enable the faster deployment of hydrogen-resistant materials and microstructures in the energy transportation sector as it transitions from the transport of fossil fuels, such as natural gas, to hydrogen-based renewables.

基本レベルでは、この研究は、比較的延性のある材料(アプリ ビンゴなし)から比較的脆い材料(比較的硬い材料)から(比較的硬い材料)(疲労荷重下での損傷の開始と伝播に寄与する亀裂先端プロセスの現在の知識)を前進させます(アプリ ビンゴ)。

  • 不純物、拡散、トラップ部位との相互作用、材料内のアプリ ビンゴガスの傾向、および/またはアプリ ビンゴ化物形成の傾向の存在下での材料表面でのアプリ ビンゴ吸着と解離の速度論;
  • 脱臼レベルの活動の力学 - 活性化、乗算、動き、相互作用、パイルアップ、クロススリップ、および永続的なスリップバンドフォーメーション。そして
  • マイクロボイドの作成、成長、合体などの破壊プロセスのメカニズム。
アプリ ビンゴ
図1:パイプラインのストレス、亀裂表面でのアプリ ビンゴ吸着、空気およびアプリ ビンゴ環境におけるパイプライン鋼の典型的な疲労亀裂成長挙動、および金属のアプリ ビンゴ誘発損傷メカニズムを理解するために呼び出されるマルチスケールモデリングアプローチを示す概略図

上記の3つの側面のそれぞれは、アプリ ビンゴ環境での材料の機械的挙動に影響を与えるために独立して重要であると認識されていますが、この研究の斬新さは、これらの側面からの重要な要素、すなわちアプリ ビンゴの運動学の考慮にあります。原子レベルから連続体レベルまで、統合された方法で、プラスチック変形および骨折のメカニズムとメカニズムとのアプリ ビンゴ相互作用の拡散と化学。

アプリ ビンゴ包入りの現象が研究者に数十年にわたって興味深い課題をもたらしてきたため、この研究は、アプリ ビンゴ吸収分野のパズルの重要な部分に関する重要な洞察を提供するように設計されています(すなわち、亀裂開始/繁殖)。包括的なフレームワークの開発に貢献してください:

  • アプリ ビンゴ損傷耐性を強化した材料を開発するための微細構造設計。そして
  • アプリ ビンゴ貯蔵および輸送インフラストラクチャの構造生命予測。

大規模なアプリ ビンゴ輸送に関する新しい洞察

現在の天然ガスパイプラインシステムは、それぞれがさまざまな材料、サービス年齢、動作条件、機器のサイズを備えた収集、送信、および配電ラインで構成されています。アプリ ビンゴブレンドは、商業および住宅のエンドユーザーを接続する送電ラインと配電ラインの両方で行われると予想されます。

アプリ ビンゴブレンディングの予備研究では、修正エンジン、オーブンバーナー、ボイラー、ストーブ、燃料電池などの最終用途の家電製品は、ブレンド体積分率があるアプリ ビンゴブレンド燃料と良好な互換性を持つように設計できることが実証されています。アプリ ビンゴは通常、約20%以下です。

注意してください、この記事はまた、私たちの12版にも掲載されます四半期出版。

貢献者の詳細

前の記事
次の記事

返信を残してください

コメントを入力してください!
ここに名前を入力してください

注目のトピック

パートナーニュース

広告


広告


同様の記事

イノベーションニュースネットワークから詳細