香港大学の研究者チームが、海水中の強い腐食に耐性を持つ新しいタイプのステンレス鋼を開発しました。SS-H₂と名付けられたこの材料は、グリーン水素製造用の電解槽において、チタンに代わるより安価な選択肢となる可能性があります。
このプロジェクトは、香港大学機械工学科のミンシン・ホアン教授が主導しました。この研究は、彼の長期的なプログラム「スーパースチール」の一環です。以前、このチームは抗コロナウイルス特性を持つ鋼や超強力合金も開発しています。
一般的なステンレス鋼はクロムによって保護されていますが、水の電気分解に必要な高電位下では、この保護が破壊されます。SS-H₂は、約720 mVで機能し始めるマンガンベースの追加層を形成します。この2つの層は、塩化物を含む環境で最大1700 mVの電位に耐えることができます。
海水電解槽において、この新しい鋼はチタン部品に匹敵する性能を示しました。これにより、構造材料のコストは約40分の1に削減される可能性があります。10メガワットのPEMシステムにとって、これは大幅なコスト削減を意味します。
マンガンの不動態化の発見は予想外でした。伝統的に、マンガンは耐食性に有害であると考えられていました。「当初、私たちは信じられませんでした。なぜなら、一般的な見解では、マンガンはステンレス鋼の耐食性を悪化させるとされていたからです」と、研究の筆頭著者であるカイピン・ユ博士は述べました。
この研究はほぼ6年間続きました。科学者たちはいくつかの国で特許を申請しており、そのうち2つはすでに取得されています。この論文はMaterials Today誌に掲載されました。
現在、チームは工業規模への移行を進めています。中国本土の工場では、すでに数トンのSS-H₂ワイヤーが製造されました。実際の電解槽用のメッシュやフォームをこのワイヤーから作成することが、今後の課題です。
マンガンはどのようにして、一般的なステンレス鋼の根本的な限界を克服するのに役立つのでしょうか？
ホアン教授は、彼らのアプローチが高電位下での安定性に焦点を当てており、電気化学的用途における合金の新たな可能性を開くと強調しました。もしこの材料が商業システムでの試験に成功すれば、海水からのグリーン水素製造を格段に手頃なものにできるでしょう。
