氢能被广泛认为是未来能源结构转型和实现净零目标的重要组成部分。作为氢气运输的理想方式，管道具有高效、大容量和低成本的优势。然而，氢气管道材料面临氢致脆化（HE）的挑战，这可能导致管道在运行过程中发生灾难性故障。由于金属原子间的间隙较小，只有原子氢能够进入管道钢并引发脆化。因此，研究钢表面上氢原子的生成机制，即氢的解离吸附过程，对氢气管道的实际应用至关重要。目前，对于管线钢表面不规则处的氢解离吸附研究仍然有限。

本报告详细探讨了利用模拟方法研究金属表面氢解离吸附的可行性，并构建了管线钢表面典型不规则部位（如晶界、位错、非金属夹杂物）的模型。研究表明，高角度晶界、刃位错核心、受拉应力区域以及Al₂O₃界面Fe侧是氢吸附的优先位置。此外，研究确定了氢吸附的键合机制为轨道杂化，电子从附近的Fe原子及Al/O原子转移至吸附的H原子。通过分配函数分析发现，高压和低温条件有助于氢的解离吸附。而含氧气体杂质通过与电子的竞争吸引能够显著抑制氢的吸附，CH₄则对氢的解离吸附有轻微抑制作用。

为全方位、更清晰地将研究成果分享给学界同仁，孙博士着重阐述了以下关键内容：

（1）规则的Fe（110）晶面上的氢吸附解离过程；

（2）大角度晶面（Fe Σ5(310)/[001]）上的氢吸附解离过程；

（3）Fe（110）晶面上刃位错对氢吸附解离过程的影响；

（4）Fe表面非金属夹杂物分子模型构建及其对氢吸附解离过程的影响；

（5）通过吉布斯自由能代替吸附能作为Fe表面氢吸附解离的热力学判据；

（6）气体杂质（O2、CH4、H2O）对与氢解离吸附行为的影响；

（7）充氢对管线钢表面活性的影响；

（8）管线钢焊缝区的渗氢行为与应力分布；

（9）高镍铬合金的钝化失效机理；

（10）三通管的冲刷腐蚀行为。