科学家研发出可替代钛用于绿色氢能生产的钢材

编辑者: Tatyana Hurynovich

香港大学的研究团队开发出一种新型不锈钢,它能在海水中抵抗剧烈腐蚀。这种名为SS-H₂的材料,有望成为制备绿色氢能电解槽中钛的更经济替代品。

该项目由香港大学机械工程系的黄明欣教授领导。这项工作是他长期开展的“超级钢”计划的一部分。此前,该团队已成功研制出具有抗新冠病毒特性的钢材和超高强度合金。

普通不锈钢主要依靠铬提供保护,但在水电解所需的高电位条件下,这种保护作用会失效。而SS-H₂则形成一层额外的锰基保护层,该保护层在大约720毫伏的电位下开始发挥作用。这两个保护层协同作用,在含氯环境中可承受高达1700毫伏的电位。

在盐水电解槽中,这种新型钢材展现出与钛组件媲美的性能。与此同时,结构材料的成本有望降低约40倍。对于一个10兆瓦的PEM(质子交换膜)系统而言,这意味着巨大的成本节约。

锰钝化现象的发现出人意料。传统上,锰被认为对不锈钢的耐腐蚀性有害。“我们最初并不相信,因为普遍的观点认为锰会降低不锈钢的耐腐蚀性,”该研究的第一作者喻凯平博士指出。

这项研究持续了将近六年。科学家们已在多个国家提交了专利申请,其中两项已获授权。相关文章已发表在《材料今日》(Materials Today)杂志上。

目前,该团队正转向工业规模化生产。数吨SS-H₂钢丝已在中国大陆的一家工厂生产。接下来的任务是利用这些钢丝制备网格和泡沫,以用于实际的电解槽。

那么,锰究竟是如何帮助克服普通不锈钢的根本性限制的呢?

黄教授强调,他们的研究方法侧重于高电位下的稳定性,为合金在电化学应用中开辟了新的可能性。如果这种材料能成功通过商业系统的测试,它将显著降低从海水中生产绿色氢能的成本。

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来源

  • “Cannot Be Explained” – New Super Steel Stuns Scientists

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