Rýchly nástup vozidiel na vodíkový{0}}pohon zintenzívnil hľadanie ľahkých a odolných materiálov pre vysokotlakové-nádrže. Kompozitné nádoby typu III a IV pracujú pri tlakoch presahujúcich 700 barov, pričom kovové vložky alebo výčnelky musia odolávať mechanickému namáhaniu aj priamemu vystaveniu vodíku. Zliatiny titánu ako Ti-6Al-4V ponúkajú ideálnu kombináciu nízkej hustoty a vysokej pevnosti, čo z nich robí atraktívnych kandidátov pre túto náročnú aplikáciu. Existuje však kritické obmedzenie: atómový vodík môže preniknúť do kovovej štruktúry a spôsobiť vodíkové krehnutie, jav, ktorý zásadne mení správanie titánu pri opakovaných tlakových cykloch. Pochopenie tohto degradačného mechanizmu je nevyhnutné pre bezpečný dizajn nádoby.
Najvýznamnejší inžiniersky dôsledok vodíkového skrehnutia sa prejavuje vo výkonnosti pri únave. Vodíkové-zliatiny titánu vykazujú merateľné zhoršenie vo všetkých parametroch únavy v porovnaní so vzduchom. Prah rastu únavovej trhliny výrazne klesá, čo znamená, že menšie defekty sa môžu šíriť pri cyklickom zaťažovaní. Po iniciácii trhlín sa rýchlosť rastu trhlín zrýchľuje v podmienkach vodíka, čo vedie ku kratšej celkovej únavovej životnosti. Fraktografická analýza odhaľuje jasný posun v poruchovom režime: trhliny vo vzduchu sledujú transgranulárne dráhy cez alfa kolónie, zatiaľ čo vzorky vystavené vodíku- vykazujú medzikryštalické praskanie pozdĺž predchádzajúcich hraníc beta zŕn a alfa-beta rozhraní. Tento prechod režimu lomu vysvetľuje, prečo má vodík škodlivejší účinok pri vyšších amplitúdach deformácie a dlhších počtoch cyklov.
Napriek týmto výzvam zostávajú titánové zliatiny životaschopné pre vodíkové služby, ak sú správne spravované. Ti-6Al-4V s jemnou mikroštruktúrou alfa-beta ponúka lepšiu odolnosť voči krehnutiu ako hrubé štruktúry alebo štruktúry bohaté na beta{10}}. Povrchové úpravy ako eloxovanie alebo tepelná oxidácia vytvárajú hrubšie vrstvy oxidu titaničitého, ktoré znižujú rýchlosť prenikania vodíka. V prípade nádob typu IV, kde sú titánové výstupky prepojené s polymérovými vložkami, starostlivý návrh geometrie tesnenia zabraňuje koncentrácii vodíka v kritických bodoch napätia. Zvárané komponenty si vyžadujú osobitnú pozornosť, pretože tepelne ovplyvnené zóny sú náchylnejšie na tvorbu hydridov. Vákuové žíhanie po zváraní odstraňuje rozpustený vodík a obnovuje lomovú húževnatosť, čím sa výrazne predlžuje životnosť.
Rastúca vodíková infraštruktúra kladie čoraz väčšie nároky na štandardy materiálovej kvalifikácie. Skúšobné metódy vrátane testovania s nízkou rýchlosťou deformácie a hodnotenia rastu únavových trhlín vo vysokotlakovom plynnom vodíku- poskytujú údaje potrebné na certifikáciu bezpečného plavidla. Zliatiny titánu by sa nemali priamo zavrhovať v súvislosti s vodíkovým plynom, ale ani ich nemožno považovať- za náhradu ocele alebo hliníka. Keď sú zliatiny titánu vybrané pre správnu mikroštruktúru, sú chránené povrchovými bariérami a sú navrhnuté s ohľadom na špecifické prahy únavy vodíka-, umožňujú ľahšie a kompaktnejšie systémy skladovania vodíka, ktoré posúvajú celú vodíkovú ekonomiku dopredu.




