科學家開發出新型鋼材,有望取代鈦金屬用於綠氫生產

编辑者: Tatyana Hurynovich

香港大學一支研究團隊開發出一種新型不鏽鋼,其在海水中具有極強的耐腐蝕性。這種名為 SS-H₂ 的材料,有望成為綠氫生產電解槽中鈦金屬更經濟實惠的替代品。

此專案由香港大學機械工程系的黃明欣教授主導。這項研究是其長期「超級鋼材」計畫的一部分。該團隊此前已成功開發出具有抗疫特性的鋼材以及超高強度合金。

普通不鏽鋼透過鉻層提供保護,然而在水電解所需的高電位下,這層保護會遭到破壞。SS-H₂ 則形成一層額外的錳基層,其約在 720 毫伏特處開始發揮作用。這兩層結構共同可在含氯環境中承受高達 1700 毫伏特的電位。

在鹽水電解槽中,這種新型鋼材展現出與鈦金屬組件媲美的性能。同時,結構材料的成本有望降低約 40 倍。對於一個 10 兆瓦的 PEM(質子交換膜)系統而言,這將帶來顯著的成本節省。

錳鈍化現象的發現出乎意料。傳統上,錳被認為對耐腐蝕性有害。該研究的第一作者俞凱平博士指出:「最初我們並不相信,因為普遍的觀點認為錳會降低不鏽鋼的耐腐蝕性。」

這項研究歷時近六年。科學家們已在多個國家提交了專利申請,其中兩項已獲批准。相關論文發表在《今日材料》(Materials Today)期刊上。

目前該團隊正邁向工業化生產階段。數噸 SS-H₂ 線材已在中國大陸的一家工廠生產出來。接下來的任務是利用這些線材製造出適用於實際電解槽的網格和泡沫。

究竟錳是如何幫助克服普通不鏽鋼的根本限制呢?

黃教授強調,他們的方法專注於在高電位下的穩定性,為電化學應用中的合金開闢了新的可能性。如果這種材料能成功通過商業系統的測試,它將能顯著降低從海水中生產綠氫的成本。

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來源

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

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