«Невозможно объяснить»: ученые представили революционную сталь SS-H2

Группа исследователей под руководством профессора Мингсина Хуанга с факультета машиностроения Гонконгского университета добилась революционных успехов в области производства нержавеющей стали. Их последняя новинка, известная как SS-H2, специально разработана для использования в водородных системах и обладает высокой коррозионной стойкостью. Это достижение является частью проекта профессора Хуанга "Суперсталь", в рамках которого ранее были достигнуты значительные успехи в разработке нержавеющей стали.

Новая нержавеющая сталь, разработанная командой профессора Хуанга, открывает большие перспективы для экологически чистого производства водорода из морской воды. В настоящее время существует потребность в устойчивом решении в этой области, и SS-H2 может стать ответом на этот вопрос. Высокая коррозионная стойкость стали делает ее пригодной для использования в электролизерах с соленой водой, где она сравнима с титаном, широко используемым материалом для производства водорода из обессоленной морской воды или кислоты. Однако стоимость SS-H2 значительно дешевле, что делает его привлекательным вариантом для промышленного применения.

Нержавеющая сталь широко используется в агрессивных средах с момента ее открытия столетие назад. Коррозионная стойкость нержавеющей стали обеспечивается наличием хрома, который образует пассивную пленку, защищающую материал. Однако обычная нержавеющая сталь сталкивается с ограничениями, связанными с транспассивной коррозией, которая возникает, когда стабильный оксид хрома (Cr2O3) окисляется в растворимые виды хрома (Cr(VI)) при потенциалах ниже тех, которые необходимы для окисления воды.

Чтобы преодолеть это ограничение, команда профессора Хуанга разработала стратегию "последовательной двойной пассивации" для SS-H2. В дополнение к одному пассивирующему слою на основе Cr2O3 поверх него формируется вторичный слой на основе марганца. Этот механизм последовательной двойной пассивации предотвращает коррозию в хлоридных средах вплоть до сверхвысокого потенциала 1700 мВ. Этот прорыв в коррозионной стойкости отличает SS-H2 от обычной нержавеющей стали.

Открытие механизма двойной пассивации было неожиданным, поскольку обычно считается, что марганец снижает коррозионную стойкость нержавеющей стали. Однако результаты, полученные исследовательской группой на атомном уровне, убедительно доказали эффективность этого подхода. Доктор Кайпин Ю, первый автор статьи и аспирант, работающий под руководством профессора Хуанга, выразил свое удивление и волнение в связи с этим открытием. Это неожиданное открытие открывает новые возможности для применения нержавеющей стали в различных отраслях промышленности.

Результаты исследований команды профессора Хуанга были опубликованы в журнале Materials Today. В настоящее время они подают заявки на патенты во многих странах, а на два патента уже получено разрешение. Это признание подчеркивает значимость их работы и потенциальное влияние SS-H2 в различных областях.