Hong Kong Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, deniz suyundaki şiddetli korozyona dayanıklı yeni bir paslanmaz çelik türü geliştirdi. SS-H₂ adı verilen bu malzeme, yeşil hidrojen üretimi için elektrolizörlerde titanyuma kıyasla daha ucuz bir alternatif olabilir.
Projeye HKU Makine Mühendisliği Bölümü'nden Profesör Minxin Huang liderlik etti. Bu çalışma, onun uzun süreli “Süper Çelik” programının bir parçası oldu. Ekip daha önce antikovid özellikli çelikler ve ultra güçlü alaşımlar da geliştirmişti.
Sıradan paslanmaz çelik krom ile korunur, ancak su elektrolizi için gereken yüksek potansiyellerde bu koruma bozulur. SS-H₂ ise yaklaşık 720 mV'de çalışmaya başlayan manganez bazlı ek bir katman oluşturur. Bu iki katman birlikte, klorür içeren ortamlarda 1700 mV'a kadar potansiyellere dayanabilir.
Tuzlu su elektrolizörlerinde yeni çelik, titanyum bileşenlerle karşılaştırılabilir bir performans sergiledi. Bu sayede yapısal malzemelerin maliyeti yaklaşık 40 kat düşürülebilir. 10 megavatlık bir PEM sistemi için bu, önemli bir tasarruf anlamına geliyor.
Manganez pasivasyonunun keşfi beklenmedik bir sonuçtu. Geleneksel olarak manganezin korozyon direncine zararlı olduğu düşünülüyordu. Araştırmanın ilk yazarı Dr. Kaiping Yu, “Başlangıçta inanmadık, çünkü genel kanı Mn'nin paslanmaz çeliğin korozyon direncini kötüleştirdiği yönündeydi” dedi.
Araştırma neredeyse altı yıl sürdü. Bilim insanları birçok ülkede patent başvuruları yaptı ve ikisi şimdiden onaylandı. Makale, Materials Today dergisinde yayımlandı.
Ekip şu anda endüstriyel ölçeğe geçiyor. Ana Çin'deki bir fabrikada tonlarca SS-H₂ teli üretildi bile. Şimdi sıra, gerçek elektrolizörler için bu tellerden ağlar ve köpükler oluşturmaya geldi.
Peki, manganez sıradan paslanmaz çeliğin temel sınırlamasını tam olarak nasıl aşmaya yardımcı oluyor?
Profesör Huang, yaklaşımlarının yüksek potansiyellerdeki dayanıklılığa odaklandığını ve elektrokimyasal uygulamalardaki alaşımlar için yeni olanaklar açtığını vurguladı. Eğer malzeme ticari sistemlerde başarılı testlerden geçerse, deniz suyundan yeşil hidrojen üretimini önemli ölçüde daha uygun hale getirebilir.
