Sviluppo di coating a base di nitruri con proprietà di barriera alla permeazione di idrogeno utilizzando la tecnologia magnetron sputtering

La continua crescita della popolazione mondiale e delle attività economiche ha portato a un aumento significativo della domanda di energia nell'ultimo secolo. Questa elevata domanda di energia si è basata principalmente sul consumo di combustibili fossili a base di carbonio, tra cui carbone, petrolio e gas naturale. Tuttavia, la loro combustione rilascia gas a effetto serra nell'atmosfera e porta al riscaldamento globale e ai relativi stati climatici anomali, che sono diventati le principali minacce per la società moderna. La transizione verso l'utilizzo di fonti energetiche prive di carbonio è necessaria per alleviare questi effetti sul clima, e l'idrogeno, in quanto vettore energetico privo di carbonio, può svolgere un ruolo significativo per facilitare la decarbonizzazione globale. Lo sviluppo di sistemi efficienti e duraturi per la produzione, lo stoccaggio ed il trasporto di idrogeno risulta pertanto indispensabile. Specificatamente al trasporto e allo stoccaggio dell’idrogeno indipendentemente dallo stato in cui esso viene immagazzinato, gli atomi di idrogeno possono facilmente diffondere nella matrice metallica dell’infrastruttura e causarne l’infragilimento (Hydrogen Embrittlement, HE). La funzionalizzazione della superficie metallica si basa principalmente sulla preparazione di strati barriera all’idrogeno (Hydrogen Permeation Barrier, HPB) tramite la deposizione di coating, i quali devono prevenire e/o limitare il processo di diffusione dell’idrogeno all’interno del materiale strutturale, senza, contemporaneamente, modificarne le caratteristiche. I potenziali materiali per la preparazione di strati barriera all’idrogeno sono i metalli, i polimeri e i ceramici. In questo lavoro di tesi è stato approfondito il nitruro di Titanio e Alluminio