Новая нержавеющая сталь заменит титан в производстве водорода

27.09.2026

Производство водорода с помощью электролиза требует материалов, способных длительное время работать в агрессивной химической среде и при высоких электрических напряжениях. Даже нержавеющая сталь, которая обычно отличается высокой устойчивостью к коррозии, в таких условиях постепенно разрушается. Поэтому в наиболее ответственных элементах электролизеров приходится использовать гораздо более дорогие материалы, прежде всего титан. Исследователи из Университета Гонконга предложили новый сплав, который потенциально способен значительно сократить зависимость от титана.

Материал получил название SS-H2, а его главное преимущество заключается в необычном механизме защиты поверхности. Обычная нержавеющая сталь сохраняет устойчивость благодаря тонкой пассивирующей пленке на основе оксида хрома. Этот слой изолирует металл от агрессивной среды и препятствует дальнейшему развитию коррозии. Однако при достаточно высоком электрическом напряжении защитная пленка может разрушаться, после чего традиционная нержавеющая сталь начинает терять свои преимущества.

Разработчики SS-H2 нашли способ компенсировать эту уязвимость. Когда первый защитный слой на основе хрома перестает выполнять свою функцию, на поверхности нового сплава формируется дополнительный слой, связанный с марганцем. Исследователи назвали такой механизм последовательной двойной пассивацией. Фактически материал располагает двумя уровнями защиты, которые включаются последовательно по мере ужесточения условий эксплуатации.

Испытания проводились в соленой воде, концентрация соли в которой была близка к морской. В этих условиях SS-H2 сохранял устойчивость к коррозии вплоть до напряжения примерно 1700 мВ. Это особенно важно для электролизных установок, поскольку достигнутый показатель превышает уровень, связанный с выделением кислорода в процессе электролиза. Следовательно, материал потенциально способен работать непосредственно в одной из наиболее агрессивных зон электролизера, где обычная нержавеющая сталь уже оказывается недостаточно надежной.

Сегодня для подобных условий часто применяют титан, обладающий высокой коррозионной стойкостью. В некоторых конструкциях его дополнительно защищают покрытиями из еще более дорогих материалов, включая золото или платину. Если SS-H2 подтвердит свои характеристики при длительной эксплуатации, часть таких компонентов теоретически можно будет заменить существенно более дешевой сталью. Это особенно интересно для крупных установок, где стоимость конструкционных материалов становится важной составляющей общей экономики оборудования.

По оценке команды исследователей, в большой PEM-установке потенциальная стоимость соответствующих конструкционных материалов может снизиться примерно в 40 раз. Однако эту цифру нельзя напрямую переносить на конечную цену производимого "зеленого" водорода. На его себестоимость влияют множество других факторов, включая стоимость электроэнергии, мембран, катализаторов и вспомогательного оборудования. Тем не менее значительное удешевление одного из дорогостоящих компонентов способно заметно улучшить экономические показатели крупных электролизеров.

Важным признаком практической перспективности разработки является то, что SS-H2 уже начал выходить за пределы лабораторных экспериментов. Исследователи сообщают, что совместно с промышленным партнером им удалось произвести тонны проволоки из нового сплава. Это означает, что специалисты уже проверяют не только принцип работы материала, но и возможность его изготовления в масштабах, более близких к промышленным.

<< Назад: Самолет меняет вкус привычных продуктов 27.09.2026

>> Вперед: Кораллы, устойчивые к потеплению, хуже справляются с болезнями 26.09.2026

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Самолет меняет вкус привычных продуктов 27.09.2026

Одна и та же еда может восприниматься совершенно по-разному на земле и на борту пассажирского самолета. На первый взгляд причина может показаться очевидной: качество продуктов или особенности приготовления. Однако специалисты утверждают, что значительную роль играют непосредственно условия полета. Шум двигателей, давление в герметичном салоне и даже звуковой фон способны изменять работу механизмов, отвечающих за восприятие вкуса и аромата пищи. Одним из наиболее интересных факторов оказался постоянный шум. Профессор Оксфордского университета Чарльз Спенс исследовал влияние громких звуков на вкусовые ощущения и обнаружил, что в шумной обстановке человек может слабее воспринимать сладость. Поэтому напиток или десерт, которые на земле кажутся достаточно насыщенными, во время полета способны восприниматься более пресными. При этом эффект не одинаков для всех вкусов. Особенно любопытно ведет себя умами - вкус, характерный, например, для помидоров, грибов и пармезана. В условиях полета ...>>

Новая нержавеющая сталь заменит титан в производстве водорода 27.09.2026

Производство водорода с помощью электролиза требует материалов, способных длительное время работать в агрессивной химической среде и при высоких электрических напряжениях. Даже нержавеющая сталь, которая обычно отличается высокой устойчивостью к коррозии, в таких условиях постепенно разрушается. Поэтому в наиболее ответственных элементах электролизеров приходится использовать гораздо более дорогие материалы, прежде всего титан. Исследователи из Университета Гонконга предложили новый сплав, который потенциально способен значительно сократить зависимость от титана. Материал получил название SS-H2, а его главное преимущество заключается в необычном механизме защиты поверхности. Обычная нержавеющая сталь сохраняет устойчивость благодаря тонкой пассивирующей пленке на основе оксида хрома. Этот слой изолирует металл от агрессивной среды и препятствует дальнейшему развитию коррозии. Однако при достаточно высоком электрическом напряжении защитная пленка может разрушаться, после чего традици ...>>

Кораллы, устойчивые к потеплению, хуже справляются с болезнями 26.09.2026

Коралловые рифы существуют в условиях постоянного взаимодействия множества факторов окружающей среды, поэтому способность переживать один вид стресса еще не гарантирует общей устойчивости организма. Особенно важной эта проблема становится на фоне потепления океана, которое уже приводит к массовому обесцвечиванию кораллов. Исследователи Бостонского университета обнаружили, что симбиоз с теплостойкими водорослями рода Durusdinium действительно помогает кораллам переносить кратковременное повышение температуры, но одновременно может повышать их уязвимость к бактериальным инфекциям. Жизнь кораллов во многом зависит от микроскопических водорослей, которые обитают внутри их тканей. Благодаря фотосинтезу эти симбионты обеспечивают организм-хозяин значительной частью питательных веществ. Однако при чрезмерном нагревании воды нормальное взаимодействие нарушается: водоросли могут покидать ткани коралла, из-за чего он теряет окраску и белеет. Массовое обесцвечивание сегодня считается одной из ...>>

Дроны над стройплощадкой, роботы под ней 26.09.2026

Строительная отрасль постепенно осваивает робототехнику, искусственный интеллект и автономные системы, однако большинство подобных технологий пока выполняет отдельные операции, оставаясь под контролем человека. Европейские специалисты намерены сделать следующий шаг и создать целую автономную строительную систему, в которой наземные роботы и дроны будут самостоятельно координировать свои действия. Проект ориентирован прежде всего на возведение деревянных модульных конструкций и предполагает необычный принцип монтажа - фактически строительство сверху вниз. Британская архитектурная студия Foster + Partners вместе с семью европейскими университетами получила 4 млн фунтов на трехлетнюю разработку такой системы. Финансирование выделено в рамках программы Pathfinder Европейского инновационного совета. Партнерами проекта стали Университет Бристоля, Университет Южной Дании, Мюнхенский технический университет, Университет Пизы, Делфтский технический университет, Бирмингемский университет и Мю ...>>

Аммиак животноводческих помещений - ресурс для сельского хозяйства 25.09.2026

Животноводство сталкивается сразу с несколькими связанными проблемами: выбросами аммиака, необходимостью контролировать воздействие ферм на окружающую среду и высокой потребностью растениеводства в азотных удобрениях. Бельгийская инженерная разработка Circlair предлагает объединить решение этих задач в одной системе. Технология позволяет улавливать аммиак из воздуха животноводческих помещений, перерабатывать его в соединение азота, пригодное для внесения в почву, и тем самым возвращать часть потерянного ресурса обратно в сельскохозяйственный цикл. Основой процесса становится аммиак, выделяющийся в помещениях, где содержится скот. Вместо того чтобы позволять ему поступать непосредственно в атмосферу, система Circlair улавливает это соединение и подвергает его химической обработке. В результате образуется нитрат аммония - азотное соединение, которое используется в растениеводстве в качестве удобрения. Таким образом, вещество, которое первоначально рассматривается как нежелательный выб ...>>

Случайная новость из Архива Спирт не чище бензина 12.11.2007 Еще Генри Форд в 1925 году заявил, что автомобильное горючее будущего - это этиловый спирт. Этанол, в отличие от бензина, относится к возобновляемым ресурсам, так как его можно получать из растительной биомассы. И для первых моделей фордовских автомобилей годились как бензин, так и спирт либо любые их смеси. Сейчас на чистом спирте или его смеси с бензином ездят многие автомобили в Бразилии. Но хороша ли эта замена с точки зрения экологии? Марк Джейкобсон, метеоролог из Стзнфордского университета (США), рассмотрел этот вопрос, исходя из предположения, что к 2020 году на дорогах США будут преобладать автомобили, работающие на смеси 85% этилового спирта и 15% бензина. Компьютерная модель показала, что в стране на 4 - 9% вырастет число случаев астмы. Дело в том, что в продуктах сгорания спирта больше формальдегида и ацетальдегида, чем в продуктах сгорания бензина. Кроме того, эти альдегиды обладают канцерогенными свойствами. Зато бензиновый двигатель выбрасывает больше других канцерогенов - бутадиена и бензола, чем спиртовой. Так что, во всяком случае, заметного улучшения чистоты воздуха при переходе с бензина на спирт ожидать не приходится.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026