Szuperacélt alkottak, aminek különleges képességét “nem magyarázza a tudomány”
A Hongkongi Egyetem (HKU) mérnökei egy speciális, újfajta rozsdamentes acélt fejlesztettek ki, ami a szokásosnál jóval ellenállóbb az olyan extrém környezeti hatásokkal szemben is, amelyek a hagyományos acélt könnyedén tönkreteszik. A “szuperacél”, azaz hidrogénhez fejlesztett rozsdamentes acél (SS-H2) kifejezetten egy célból készült: ezzel igyekeznek a kutatók a hidrogén-előállításhoz alkalmas anyagot létrehozni, amit a tengervíz összetevői sem tudnak károsítani.
Bár a tengervíz használata a hidrogéngeneráláshoz kézenfekvőnek tűnik, mivel a tengervízből rengeteg áll rendelkezésre, de a sós víz alkalmazása nagy kihívásokat tartogat.
A közvetlen tengervíz-elektrolízis (DSE) ígéretes technológia a fenntartható hidrogéntermelés számára, mivel a bőséges tengeri erőforrásokat hasznosítja
- írták hongkongi kutatók 2025-ben, a DSE ipari alkalmazását azonban jelentős hosszú távú stabilitási kihívások nehezítik a tengervíz komplex összetétele miatt, amely különféle ionokat és mikroorganizmusokat tartalmaz, és amelyek az elektrolízisrendszer kémiai és fizikai károsodásához vezethetnek. A kloridionok (Cl⁻) jelenléte például akadályozza a kívánt oxigénfejlődési reakciót (OER), mivel versengő klórfejlődési reakciók (CER) lépnek fel. Ezek kedvezőtlen hatással vannak az elektródák anyagára, ami alacsony rendszerhatékonyságot és gyenge élettartamot eredményez a szakértők szerint.
A megoldást az ellenálló acél jelentheti, ami két védelmi vonallal is bír a károsodás ellen. A korrozív környezettel szembeni védelmet egyfelől a rozsdamentes acél hagyományos összetevője, a króm biztosítja, ami króm-oxiddá alakulva vékony bevonatot képez, és ez a passzív réteg akadályozza a rozsdásodást, illetve annak továbbterjedését. Ez azonban nem elég a tengervíz és a hidrogén-előállítás radikális hatásai ellen, ezért a kutatók a szuperacélt még egy különleges képességgel ruházták fel: a Cr2O3-alapú passzív réteg mellett egy mangánalapú réteg is képződik a krómoxid-bevonaton, ezzel extra megerősítést adva az anyagnak.
“Kezdetben nem hittük el, mert az uralkodó nézet szerint a mangán rontja a rozsdamentes acél korrózióállóságát. A mangánalapú passziváció egy, az intuícióval ellentétes felfedezés, amelyet a korróziótudomány jelenlegi ismeretei nem tudnak megmagyarázni.”
- mondta el Dr Kaiping Yu, a kutatás résztvevője.
A szuperacélt a környezetbarát zöld hidrogén termelésére tervezik alkalmazni a mérnökök, hogy ezzel a komplex, de nem túl költségesen előállítható anyaggal váltsák fel a sokkal drágább, arannyal vagy platinával bevont komponenseket az elektrolizáló készülékekben. Az SS-H2 használata az előzetes számítások szerint a jelenlegi költségeket a negyvened részére szoríthatja le, amennyiben sikerült az acélból megfelelő strukturális alkotórészeket készíteni a jövőben.
(Fotó: University of Hong Kong, MAI-Image-1)
