L’équipe d’ingénierie développe un nouveau tremendous acier inoxydable pour l. a. manufacturing d’hydrogène

Un projet de recherche dirigé par le professeur Mingxin Huang du Département de génie mécanique de l’Université de Hong Kong (HKU) a réalisé une percée dans le domaine de l’acier inoxydable conventionnel et dans le développement de l’acier inoxydable pour l’hydrogène (SS-H).₂).

Il s’agit d’une autre réalisation majeure pour l’équipe du professeur Huang dans le projet « Tremendous Metal », après avoir développé l’acier inoxydable anti-Covid-19 en 2021, et l’acier ultra-résistant et ultra-dur en 2017 et 2020 respectivement.

Le nouvel acier développé par l’équipe présente une résistance élevée à l. a. corrosion, ouvrant l. a. voie à des packages potentielles pour l. a. manufacturing d’hydrogène vert à partir de l’eau de mer, où une nouvelle answer sturdy est toujours en préparation.

Les performances du nouvel acier dans l’électrolyseur d’eau salée sont comparables aux pratiques industrielles actuelles qui utilisent le titane comme pièces structurelles pour produire de l’hydrogène à partir d’eau de mer dessalée ou d’acide, tandis que le coût du nouvel acier est beaucoup moins cher.

Cette découverte a été publiée dans Les matériaux aujourd’hui Dans un article intitulé « Stratégie de passivation double séquentielle pour l. a. conception d’acier inoxydable utilisé sur l’oxydation à l’eau ». Les résultats de l. a. recherche font actuellement l’objet de brevets dans plusieurs will pay, dont deux ont déjà fait l’objet d’une licence.

Depuis sa découverte il y a un siècle, l’acier inoxydable a toujours été un matériau necessary largement utilisé dans les environnements corrosifs. Le chrome est un élément essentiel pour déterminer l. a. résistance à l. a. corrosion de l’acier inoxydable. Le movie négatif est créé par l’oxydation du chrome (Cr) et protège l’acier inoxydable dans les environnements naturels. Malheureusement, le mécanisme traditionnel de passivation distinctive à base de chrome a stoppé les progrès ultérieurs dans le domaine de l’acier inoxydable.

En raison d’une oxydation supplémentaire du chrome strong₂Hé₃ Dans les espèces solubles de Cr(VI), une corrosion transitoire se produit inévitablement dans les aciers inoxydables conventionnels à environ 1 000 mV (électrode saturée au calomel, SCE), ce qui est inférieur au potentiel requis pour l’oxydation de l’eau à environ 1 600 mV.

Par exemple, le tremendous acier inoxydable 254SMO est un same old parmi les alliages anticorrosion à base de chrome et présente une résistance supérieure aux piqûres dans l’eau de mer ; Cependant, l. a. corrosion transitoire limite son software à des potentiels plus élevés.

En utilisant une stratégie de « double passivation séquentielle », l’équipe de recherche du professeur Huang a développé le nouveau SS-H₂ Avec une résistance supérieure à l. a. corrosion. Plus un Cr₂Hé₃Couche passive à base de manganèse Une couche secondaire à base de manganèse se forme sur l. a. couche précédente à base de chrome à environ 720 mV. Le mécanisme de passivation à double chaîne empêche le SS-H₂ De l. a. corrosion en milieux chlorés jusqu’aux très hauts potentiels de 1700 mV. SS-H₂ Montre une avancée fondamentale par rapport à l’acier inoxydable traditionnel.

“Au début, nous n’y croyions pas automobile l’opinion dominante est que le manganèse altère l. a. résistance à l. a. corrosion de l’acier inoxydable. L. a. passivation à base de manganèse est une découverte contre-intuitive et ne peut être expliquée par les connaissances actuelles en science de l. a. corrosion. Cependant, lorsque de nombreux atomes atomiques Des atomes sont utilisés, le Dr Caiping Yu, premier auteur de l’article et titulaire d’un doctorat, a déclaré : « Les résultats ont été présentés globalement, nous avons été convaincus. ” Loin d’être une wonder, nous avons hâte d’exploiter le mécanisme. ” Encadré par le professeur Huang.

Depuis l. a. découverte initiale de l’acier inoxydable innovant jusqu’à l. a. réalisation d’une percée dans l. a. compréhension scientifique, en passant par l. a. préparation de sa newsletter officielle et de son software industrielle, l’équipe a consacré près de six ans à ce travail.

“Contrairement à l. a. communauté actuelle de l. a. corrosion, qui se concentre principalement sur l. a. résistance aux potentiels normaux, nous nous spécialisons dans le développement d’alliages à haut potentiel de résistance. Notre stratégie a surmonté les limites fondamentales des aciers inoxydables conventionnels et a créé un modèle pour développer des alliages viables à haut potentiel.” Cette avancée est passionnante et apporte de nouvelles packages”, a déclaré le professeur Huang.

De nos jours, pour les électrolyseurs d’eau dans de l’eau de mer dessalée ou dans des answers acides, du Ti coûteux recouvert d’Au ou de Pt est nécessaire pour les composants structurels. Par exemple, le coût general d’un système de réservoir d’électrolyse PEM de 10 MW à son stade actuel est d’environ 17,8 hundreds of thousands de greenbacks de Hong Kong, et les composants structurels contribuent jusqu’à 53 % du coût general.

L. a. percée réalisée par l’équipe du professeur Huang permet de remplacer ces composants structurels coûteux par de l’acier plus économique. Selon les estimations, l’emploi des SS-H₂ Il devrait réduire le coût des matériaux de building d’environ 40 fois, démontrant ainsi des progrès significatifs dans les packages industrielles.

“Des matériaux expérimentaux aux produits réels, tels que des mailles et des mousses, pour les électrolyseurs d’eau, il reste encore des tâches difficiles à accomplir. Actuellement, nous avons fait un grand pas vers l’industrialisation. Des tonnes de fils à base de SS-H2 ont été produites en coopération avec une usine du continent, nous allons de l’avant pour appliquer un SS-H plus économique₂ “Dans l. a. manufacturing d’hydrogène à partir de resources renouvelables”, a ajouté le professeur Huang.