Swerims vätgasforskning stöder industrins gröna omställning

Vätgas som energibärare har stor potential att omvandla metallurgisk industri, fordons- och energiindustri mot koldioxidneutralitet. För att tillverka komponenter som säkert kan användas i vätgasmiljöer krävs en god kännedom om materialets beteende i en sådan miljö. Det industrinära metallforskningsinstitutet Swerim har rätt kompetens och utrustning för att stödja och accelerera industrins vätgasanvändning.

För att stödja industrin har Swerim startat National Hydrogen Research Center for Metallic Materials. Centrets anläggning för provning av mekaniska egenskaper i vätgasmiljö stärker svensk industris konkurrenskraft och möjliggör kortare ledtider för att verifiera material och komponenter. Anläggningen, en av få i världen, är utrustad med toppmodern infrastruktur och innovativ teknik. På anläggningen erbjuds provning vid såväl låg som hög temperatur och tryck på upp till 1 000 bar.

Förebygger väteförsprödning
– Vätgasteknik är avgörande för att förverkliga omställningen till ett fossilfritt samhälle. Det är därför av stor vikt att industrin lär sig mer om hur väte påverkar metalliska material, säger Nuria Fuertes, koordinator för forskning och affärsutveckling inom Vätgas & Metaller vid Swerim.
Metalliska material som kommer i kontakt med vätgas kan bli spröda och känsliga, vilket kan leda till en förkortad livslängd. I Swerims labb undersöker man bland annat hur metaller påverkas av kontakten med vätgas.
– Vi simulerar olika förhållanden och undersöker bland annat hur man kan optimera mikrostrukturen och sammansättningen av metaller så att materialet blir mindre känsligt för väteförsprödning, säger Nuria Fuertes.
Den metallurgiska industrins vätgasutveckling expanderar för närvarande i snabb takt. Stålindustrin använder vätgas för att minska sina koldioxidutsläpp och slutanvändare använder i ökad utsträckning vätgasförbränning som ett alternativ till traditionell dieselförbränning.

Samverkan skapar konkurrenskraft
Swerim har tagit initiativet till nätverket Arena för väte i process och material – en nationell kraftsamling och centrum för vätgasforskning med 19 industrideltagare.
– Vi har ett omfattande industriellt nätverk som omfattar såväl slutanvändare som stålindustrin. Vår arena för vätgas främjar nätverkande, erfarenhetsutbyte och arrangerar kontinuerligt välbesökta workshops. Industrin har höga ambitioner i sin vätgasanvändning, och behovet av ökad kunskap är stort, säger Nuria Fuertes.
Vätgasforskningen har på senare år expanderat i snabb takt. Swerim är bland annat delaktiga i flera europeiska forskningsnätverk och samverkar med flertalet svenska lärosäten i strävan efter en ökad förståelse för hur metaller påverkas av kontakten med vätgas.
– På vår forskningsanläggning i Luleå inviger vi i höst en storskalig autoklav där vi kan testa vätgasprover i tryck upp till 1000 bar. Autoklaven är en strategiskt viktig investering som bland annat innebär att stålindustrin och slutanvändare inte längre behöver söka sig utomlands för att genomföra sina prövningar, säger Nuria Fuertes.

Additivt tillverkade superlegeringar
Robert Sundström är industridoktorand på Swerim och Högskolan Väst, med stöd från SSF. Han utvecklar provningsmetoder för metalliska material med fokus på superlegeringen Inconel 718, tillverkad med pulverbäddsbaserad additiv tillverkning (AM). Han testar och utvärderar ett antal mekaniska provningsmetoder i nära samarbete med Swerim och GKN Aerospace.
Det finns mycket forskning på konventionellt tillverkade komponenter, men additiv tillverkning kräver en helt annan tillverkningsprocess, vilket kan orsaka väterelaterad påverkan på materialet.
– Min forskning fokuserar på väteförsprödning av additivt tillverkade superlegeringar som används i raketmotorer. Min ambition är att kartlägga hur legeringarna påverkas av väte under olika provningsförhållanden, säger Robert Sundström.