Учёные Гонконгского университета разработали новый тип нержавеющей стали, который способен радикально снизить стоимость производства «зелёного» водорода из морской воды. Материал под названием SS-H2 по коррозионной стойкости приближается к дорогому титану, но стоит в разы дешевле. Результаты исследования опубликованы в журнале Materials Today.

Почему это важно

«Зелёный» водород получают путём электролиза воды с использованием энергии возобновляемых источников. Морская вода идеально подходит в качестве сырья из-за практически неограниченных запасов, однако высокое содержание солей и хлоридов быстро разрушает оборудование. Сейчас для электролизеров применяют титановые детали с покрытиями из золота или платины — это делает установки крайне дорогими.

Новая сталь может стать настоящим прорывом. По расчётам авторов, в системе мощностью 10 мегаватт замена существующих материалов на SS-H2 позволит снизить стоимость конструкционных элементов примерно в 40 раз.

Как работает новая защита

Обычная нержавеющая сталь защищается от коррозии тонкой плёнкой оксида хрома. Однако при высоких электрических потенциалах, необходимых для электролиза, этот слой разрушается, особенно в присутствии хлоридов.

Гонконгские учёные применили принципиально новый подход — «последовательную двойную пассивацию». Кроме традиционного хромового слоя, на поверхности стали формируется вторая защитная плёнка на основе марганца.

«Мы сначала не поверили результатам, потому что общепринятое мнение заключается в том, что марганец снижает устойчивость к коррозии. Но после большого количества экспериментов на атомном уровне мы убедились, что механизм действительно работает», — рассказал первый автор работы Кайпин Юй.

Благодаря двойной защите новая сталь выдерживает потенциалы до 1700 милливольт даже в агрессивной морской воде — это полностью покрывает требования электролиза.

Перспективы и ограничения

Профессор Минсинь Хуан и его команда отмечают, что материал ещё не готов к немедленному массовому внедрению. Предстоит разработать промышленные компоненты: электродные сетки, пористые структуры и другие элементы электролизеров. Тем не менее учёные уверены, что SS-H2 может стать ключевым материалом для удешевления производства экологически чистого водорода.

Вкратце

Учёные из Гонконгского университета создали новую нержавеющую сталь SS-H2, которая сочетает высокую коррозионную стойкость с низкой стоимостью. Благодаря технологии двойной пассивации (хром + марганец) материал успешно работает в условиях электролиза морской воды и может заменить дорогой титан. Стоимость компонентов электролизеров может снизиться в десятки раз, что станет важным шагом к массовому производству дешёвого «зелёного» водорода.