Un team di ricercatori dell'Università di Hong Kong ha sviluppato un nuovo tipo di acciaio inossidabile altamente resistente alla corrosione in acqua di mare. Il materiale, denominato SS-H₂, potrebbe diventare un'alternativa più economica al titanio negli elettrolizzatori per la produzione di idrogeno verde.
Il progetto è stato guidato dal Professor Minxin Huang del Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell'HKU. Questo lavoro si inserisce nel suo programma a lungo termine "Super Steel". In precedenza, il team aveva già creato acciai con proprietà anti-COVID e leghe ultraresistenti.
L'acciaio inossidabile comune è protetto dal cromo, ma a potenziali elevati, necessari per l'elettrolisi dell'acqua, questa protezione si degrada. L'SS-H₂ forma uno strato aggiuntivo a base di manganese, che inizia a funzionare a circa 720 mV. Insieme, i due strati resistono a potenziali fino a 1700 mV in ambienti contenenti cloruri.
Negli elettrolizzatori ad acqua salata, il nuovo acciaio ha mostrato prestazioni paragonabili a quelle dei componenti in titanio. Nel contempo, il costo dei materiali strutturali potrebbe ridursi di circa 40 volte. Per un sistema PEM da 10 megawatt, ciò si traduce in un risparmio considerevole.
La scoperta della passivazione del manganese si è rivelata inaspettata. Tradizionalmente, il manganese era considerato dannoso per la resistenza alla corrosione. "Inizialmente non ci credevamo, perché la visione prevalente è che il manganese peggiori la resistenza alla corrosione dell'acciaio inossidabile", ha osservato il dottor Kaiping Yu, primo autore dello studio.
La ricerca è durata quasi sei anni. Gli scienziati hanno depositato domande di brevetto in diversi paesi, due delle quali sono già state concesse. L'articolo è stato pubblicato sulla rivista Materials Today.
Ora il team sta passando alla scala industriale. Sono già state prodotte tonnellate di filo SS-H₂ in uno stabilimento nella Cina continentale. Resta il compito di creare reti e schiume da esso per gli elettrolizzatori reali.
Ma come contribuisce esattamente il manganese a superare la limitazione fondamentale dell'acciaio inossidabile ordinario?
Il Professor Huang ha sottolineato che il loro approccio si concentra sulla stabilità ad alti potenziali, aprendo nuove possibilità per le leghe nelle applicazioni elettrochimiche. Se il materiale supererà con successo i test nei sistemi commerciali, potrà rendere la produzione di idrogeno verde dall'acqua di mare notevolmente più accessibile.
