大约 250 万英里的管道输送天然气，约占美国每年消耗的全部能源的 25%。如果化石天然气被氢等更环保的替代品所取代，则更有可能在清洁能源领域产生变革性影响。
由TA Venkatesh教授领导的Stony Brook材料科学与化学工程系的一组研究人员获得了美国国家科学基金会 (NSF) 设计材料以革新和设计我们的未来 (DMREF) 计划的 180 万美元资助。该奖项将推进我们的氢知识前沿，并帮助建立一个清洁氢经济的市场。除了行业合作伙伴国家电网和埃克森美孚之外，Stony Brook 还将与斯坦福大学、麻省理工学院和桑迪亚国家实验室合作领导该项目。
“氢的好处是引人注目的，”材料科学与化学工程系副教授文卡特什说。“它是一种高度灵活的能源载体，有可能以更低的成本储存更分散的可再生能源，并补充传统的储能方法，如电化学电池，特别是在电网规模。”
这种能量有可能用燃料电池发电，为燃料电池混合动力电动汽车提供动力，并作为涡轮机的清洁燃料来源，以满足峰值功率需求。氢气还可以与管道天然气混合，使天然气分配网络成为促进大量可再生能源的运输和储存的潜在资产，这些能源可用于加热或冷却建筑物。
该项目专注于开发一个计算驱动的多尺度建模平台，将加速发现氢脆和相关较低断裂韧性的控制机制，从而加快耐氢材料的开发。这对于能源运输部门来说尤其理想，因为它从化石燃料的运输过渡到了以氢为基础的可再生能源。该研究旨在为氢储存和运输结构的寿命预测和风险评估制定可靠的工程路线图。
“Venkatesh 和他的团队正在开发用于存储和运输应用的高度相关的耐氢材料，这些材料有可能帮助创建一个强大的新氢经济，可以改变我们基础设施的结构，”学院临时院长 Jon Longtin 说工程与应用科学学院。“这项合作将对探索清洁能源替代品的新材料和应用产生真正的影响。”
Stony Brook 的天然气创新与技术研究所 (I-GIT) 致力于与包括国家电网在内的几个关键行业合作伙伴建立密切的联系，以形成垂直整合的合作伙伴关系，可以在从生产和储存到运输和美国东北部最终使用氢气
“在 I-GIT，有几个项目正在进行中，以在高低压管道模拟条件下收集数据，这将有助于电力和运输部门脱碳，”I-GIT 主任、该系教授和研究生项目主任Devinder Mahajan说材料科学与化学工程。“NSF 资助的项目将补充这些正在进行的活动。”
“这项研究计划将在一定程度上促进更好地了解氢与各种钢的原子相互作用，这可能与跨大陆天然气管道的最终耐久性有关，以应对水腐蚀和循环应力的联合攻击， ”材料科学与化学工程系首席教授克莱夫克莱顿说。
计算工作将建立在原子模拟(在桑迪亚国家实验室/斯坦福大学)、位错动力学模拟(在斯坦福大学)、晶体塑性(来自麻省理工学院)和应力和断裂分析的连续介质水平建模(来自 Stony溪)。实验工作将利用改进和独特的功能，包括纳米压痕(在 MIT/Stony Brook)、X 射线断层扫描(在布鲁克海文国家实验室)和氢环境中的原位测试(在桑迪亚国家实验室)。
“除了氢储存和运输领域，从该项目中获得的基本见解也将有助于设计寿命更长的抗疲劳和耐腐蚀的地下钢结构，使海上风电也更具成本效益，”文卡特什说。
领导智能材料和纳米技术研究小组的文卡特什是该团队的首席研究员。共同首席调查员是 Mahajan;Clayton，电化学学会会士，腐蚀部前任主席;与俊男中村，教授在机械工程系和导演的计算固体力学实验室。
