Perpustakaan Digital ITB

Penyimpanan hidrogen paling ekonomis bagi industri saat ini adalah penyimpanan hidrogen terkompresi dengan tabung berbahan dasar logam seperti baja. Kerusakan yang paling sering dijumpai adalah penggetasan hidrogen. Dalam mempelajari fenomena ini sampai skala atomik, dilakukan studi komputasi material menggunakan simulasi teori kerapatan fungsional dengan VASP dan dinamika molekuler dengan LAMMPS. Struktur polikristal besi murni dimodelkan melalui model bi-kristal Symmetric Tilt Grain Boundary atau STGB ?3 (11 ?2 ?). Baja dimodelkan oleh doping elemen karbon dan mangan pada struktur STGB sebelumnya. Melalui teori mekanisme penggetasan Hydrogen-Enhanced Decohesion Emission atau HEDE, studi mekanisme ini dilakukan melalui tiga tahapan, berupa studi penjebakan hidrogen, difusi hidrogen, dan pengaruh akumulasi hidrogen. Studi ini menemukan bahwa hidrogen dapat terjebak dengan stabil pada situs oktahedral di jarak 0,6 - 2 Å dari bidang STGB. Terbukti penambahan karbon mempermudah penjebakan hidrogen, namun tidak spesifik pada situs tertentu. Penambahan mangan terbukti juga memudahkan penjebakan hidrogen. Hidrogen dapat berdifusi pada STGB besi murni dengan energi aktivasi sebesar 1,20 eV. Di sisi lain, karbon dan mangan mempermudah difusi hidrogen dengan energi aktivasi masing-masing sebesar 0,09 eV dan 1,11 eV. Hidrogen yang telah berdifusi dan terjebak dapat terakumulasi dan menyebabkan kerusakan. Hidrogen terbukti mengurangi ketahanan melalui pengurangan kerja separasi dan peningkatan potensial penggetasan. Melalui tes tarik uniaksial, ditemukan bahwa 100 wppm hidrogen dapat menurunkan tegangan tarik maksimum STGB besi murni hingga lebih dari 1,1 GPa. Studi ini telah mempelajari penggetasan hidrogen, namun diperlukan metode dan model simulasi yang lebih komprehensif. Kata kunci: penjebakan hidrogen, difusi hidrogen, akumulasi hidrogen, baja, teori kerapatan fungsional, dinamika molekuler