MT: Создана нержавеющая сталь уникальной прочности

Фото из открытых источников

Исследователями из Гонконгского университета разработана новая разновидность нержавеющей стали, способная преодолевать экстремальные условия электролиза морской воды при производстве «зеленого» водорода. По мнению ученых, материал поможет заметно удешевить водородные установки через замену дорогих титановых компонентов. Работу опубликовали в журнале Materials Today.

«Зеленый» водород синтезируют из возобновляемых источников с помощью электричества, при этом идёт расщепление воды на кислород и водород. Морскую воду считают особо привлекательным исходником, поскольку она доступна, но соли и хлориды достаточно быстро приводят к разрушению оборудования электролизеров.

Сегодня для таких систем чаще всего используются титановые детали с покрытием из золота или платины, что добавляет установкам стоимость. Новая сталь получила название SS-H2, она по устойчивости к коррозии близка к промышленным титановым материалам, но зато заметно дешевле.

По расчётам экспертов, в электролизной системе мощностью 10 мегаватт при замене привычных конструкционных материалов на SS-H2 можно снизить стоимость данных компонентов примерно в 40 раз.

Обычную нержавеющую сталь защищает от коррозии тонкая пленка оксида хрома. Но при высоких электрических потенциалах, что необходимы для электролиза воды, данный защитный слой разрушается. Поэтому типовые марки стали хуже подходят для синтеза водорода из морской воды.

Командой профессора Минсинь Хуан предложено нестандартное решение — так называемая «последовательная двойная пассивация». Кроме привычного хромового слоя, на поверхности стали образуется вторая защитная пленка на базе марганца.

Это стало неожиданностью для исследователей, потому что раньше было принято считать, что марганец, скорее всего, снижает коррозионную стойкость нержавеющих сталей. Поэтому учёные не раз перепроверили полученные результаты.

Новая защита помогает стали справляться с потенциалами до 1700 милливольт даже в присутствии хлоридов, чего хватает для функционирования в условиях электролиза морской воды.

Материал пока не готов к массовому внедрению: нужна еще разработка полноценных промышленных элементов электролизеров, в том числе, сеток и пористых структур. Но уже стало понятно, что новая технология – потенциальный шаг к удешевлению производства экологически чистого водорода.