Непересічні властивості
Вчені з Гонконгу створили корозійностійку сталь, яка здатна замінити дорогий титан. Дослідники Гонконгського університету під керівництвом професора Мінсіня Хуана розробили новий тип нержавіючої сталі SS-H₂, яка має високу корозійну стійкість. Цей сплав здатний витримувати напругу до 1700 мВ у морській воді завдяки подвійній пасивації хромом і марганцем. Завдяки цим властивостям SS-H₂ може замінити дорожчі титанові компоненти в електролізерах, використовуваних для виробництва водню. Використання цього нового матеріалу, як очікується, може зменшити вартість конструкційних елементів електролізерів приблизно у 40 разів.
Переваги нової сталі
Розробка нової сталі відбулася на фоні обмежень традиційних видів нержавіючої сталі, які захищені плівкою оксиду хрому. Зазначимо, що звичайна сталь втрачає стійкість при потенціалі близько 1000 мВ, тоді як для ефективного розщеплення води потрібно понад 1600 мВ. Додатковий захисний шар з марганцю, який досі вважався елементом, що погіршує корозійну стійкість, формується за потенціалу близько 720 мВ. У системі електролізу з солоною водою SS-H₂ показала характеристики, що є аналогічними титановим компонентам із платиновим або золотим покриттям.
Вартість установки з протонно-обмінною мембраною потужністю 10 мегават становить близько 2,28 мільйона доларів США або 17,8 мільйона гонконзьких доларів. При цьому понад половину вартості установки складають конструкційні деталі. Команда дослідників подала патентні заявки в кількох країнах, а також спільно з заводом у материковому Китаї виготовила перші тонни дроту зі сплаву SS-H₂. Результати їхніх досліджень були опубліковані в науковому часописі Materials Today. Дослідження отримало DOI публікації: 10.1016/j.mattod.2023.07.022.
Нова дивовижна нержавіюча сталь здатна витримувати екстремальну корозію в морській воді, водночас значно здешевлюючи виробництво екологічно чистого водню.
Розробка корозійностійкої сталі SS-H₂ може суттєво вплинути на галузь відновлювальної енергетики, оскільки зниження вартості конструкційних елементів електролізерів є критично важливим для масштабування технологій водневого виробництва. - Materials Today
Зменшення витрат на матеріали може сприяти більш широкому впровадженню водневих технологій у промисловість, що, в свою чергу, може прискорити перехід до екологічно чистих джерел енергії. Дослідження також підкреслює важливість інновацій у матеріалознавстві для розвитку сталих технологій, що є ключовим елементом у боротьбі зі змінами клімату.
В той час як нова сталь SS-H₂ відкриває нові горизонти у виробництві водню, інженери також продовжують працювати над створенням інноваційних сплавів, які можуть змінити інші галузі. Наприклад, нещодавно було розроблено сплав, що в десять разів міцніший за звичайну сталь і не підлягає крихкості, що може суттєво вплинути на промисловість.