● news.bsdnet.hu

Azöldhidrogén előállításaaz egyik legígéretesebb tisztaenergia-technológia, de a tengervíz használata eddig komoly anyagtudományi akadályokba ütközött. A sós közeg, a magas feszültség és a kloridionok rendkívül gyors korróziót okoznak a hagyományos anyagokban. Most azonban a Hongkongi Egyetem kutatói olyanrozsdamentes acéltfejlesztettek ki, amely egy eddig ismeretlen védelmi mechanizmus segítségével extrém körülmények között is stabil marad. A zöldhidrogént elektrolízissel állítják elő, amely során elektromos áram segítségével bontják szét a vizet hidrogénre és oxigénre. A tengervíz ideális alapanyagnak tűnik, mert hatalmas mennyiségben áll rendelkezésre, csakhogy rendkívül agresszív kémiai környezetet jelent. A só és a kloridionok megtámadják a fémeket, miközben a nagy elektromos feszültség tovább gyorsítja a korróziót. Emiatt a jelenlegi rendszerek gyakran drága titánalkatrészeket és nemesfém-bevonatokat használnak, amelyek jelentősen megemelik a hidrogéntermelés költségét. A kutatók által fejlesztett SS-H2 nevű anyag egy úgynevezett „kettős passzivációs” védelmi rendszert hoz létre. A hagyományos rozsdamentes acéloknál a króm oxidrétege védi a fémet, de nagy feszültségnél ez a réteg lebomolhat. Az új ötvözet esetében azonban egy második, mangánalapú védőréteg is kialakul, amely tovább stabilizálja a felületet. Ez azért lepte meg a kutatókat, mert a korróziókutatásban eddig inkább úgy gondolták, hogy a mangán rontja a rozsdamentes acél ellenállását. Az új eredmények szerint viszont megfelelő környezetben éppen ez az elem biztosíthat extra védelmet. Az új anyag akár 1700 millivoltos környezetben is ellenálló maradt, miközben a hagyományos rozsdamentes acélok már jóval alacsonyabb feszültségnél károsodnak. Ez azért kulcsfontosságú, mert a vízbontáshoz szükséges elektrokémiai folyamatok extrém körülményeket hoznak létre. A kutatók szerint az SS-H2 teljesítménye már megközelíti a titánalapú ipari rendszerekét, miközben jóval olcsóbb lehet. Egy 10 megawattos elektrolizáló rendszer esetében az új rozsdamentes acél akár negyvened részére is csökkentheti bizonyos szerkezeti elemek költségét. A kutatás azért keltett nagy figyelmet, mert nem egyszerű bevonattal próbálja megvédeni a fémet, hanem magát az ötvözet működését alakítja át. Ez hosszú távon sokkal tartósabb és iparilag is stabilabb megoldást jelenthet. A Hongkongi Egyetem kutatói aMaterials Todayfolyóiratban publikálták eredményeiket, és már több szabadalmat is benyújtottak az új technológiára.