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:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Наушники Neurable One с мониторингом концентрации и усталости мозга 10.10.2026

Современные наушники постепенно превращаются из обычного аудиоустройства в персональный электронный помощник. Они уже умеют подавлять окружающий шум, анализировать качество звука и отслеживать некоторые параметры физического состояния человека. Американская компания Neurable пошла еще дальше и предложила использовать наушники для оценки активности мозга, чтобы определить, насколько человек сосредоточен, испытывает умственное напряжение или начинает уставать. Новая модель получила название Neurable One и оснащена 12 датчиками, способными регистрировать электрическую активность мозга. В основе технологии лежит электроэнцефалография, или EEG, применяемая для фиксации электрических сигналов, возникающих при работе нервной системы. Датчики размещены во внутренних накладках наушников и начинают получать информацию сразу после того, как пользователь надевает устройство. Затем специальное приложение анализирует полученные данные и оценивает текущее состояние человека. Разработчики предус ...>>

Климатический кризис меняет питание детей и влияет на их здоровье 09.10.2026

Когда говорят о влиянии климатических изменений на здоровье человека, чаще всего вспоминают экстремальную жару, наводнения, засухи или лесные пожары. Однако последствия глобального потепления могут проявляться гораздо менее заметно. Один из таких механизмов связан с продовольствием: изменения климата способны влиять на урожайность, стоимость продуктов и их доступность, а через это - на качество питания детей. Особое значение эта проблема приобретает в первые годы жизни. Дети в возрасте до пяти лет особенно чувствительны к недостатку необходимых питательных веществ, поскольку именно в этот период питание и окружающая среда тесно связаны с ростом организма, развитием и формированием иммунной системы. Если полноценная пища становится менее доступной, последствия могут проявляться не сразу, но отражаться на здоровье ребенка в дальнейшем. Бразильские исследователи попытались определить, где подобные проблемы могут пересекаться с климатическими факторами. Для этого специалисты разработ ...>>

Случайная новость из Архива Мобильный маршрутизатор Netgear Nighthawk M1 10.02.2017 Компания Netgear анонсировала новый мобильный маршрутизатор, который можно отнести не просто к флагманским: Nighthawk M1 является первым в индустрии устройством с поддержкой сетей 4G со скоростью нисходящего канала до 1 Гбит/с. Основой устройства является LTE-модем Qualcomm X16 с конфигурацией 4 х 4 и поддержкой MIMO. К сожалению, пока новый маршрутизатор будет доступен лишь австралийцам - пользователям сетей LTE Telstra 4GX. По мере появления аналогичных сетей в других частях нашей планеты этот же маршрутизатор или его региональные версии могут появиться и на полках магазинов за пределами Австралии. Габариты устройства невелики: всего 105,5 х 105,5 х 20,35 мм, весит оно лишь 240 граммов, несмотря на наличие довольно мощной встроенной аккумуляторной батареи. Netgear Nighthawk M1 предназначен, в первую очередь, для сценариев, когда необходимо установить высокоскоростную беспроводную сеть, включающую в себя до 20 устройств, там, где проводное подключение в принципе отсутствует, но зона затронута покрытием сверхбыстрой мобильной сети. Это характерный сценарий для большинства загородных мест и поселков в Австралии, где скоростная кабельная инфраструктура в принципе отсутствует. Новинка Netgear может использоваться и как обычный кабельный маршрутизатор - у нее есть порт Gigabit Ethernet и два порта USB (один из них типа С), либо как сервер NAS (контент можно разместить на карте microSD, благо, имеется советующий слот). Встроенный аккумулятор емкостью 5040 мАч обеспечивает непрерывную работу устройства на протяжении до 24 часов. Специальной конфигурации устройство не требует, но имеет симпатичный интегрированный дисплей с диагональю 2,4", где отображаются основные параметры, такие как скорость подключения и объемы загруженных и выгруженных данных. Для тонкой настройки существует специальная мобильная утилита в версиях для Android и iOS. Модем Qualcomm X16 работает в паре с трансивером WTR5975 RF того же производителя. Эта пара поддерживает не только режим 4 х 4 MIMO, но и объединение каналов от четырех провайдеров (4 х CA), а также модуляцию высокого порядка - 256QAM. Это позволяет достичь скоростей загрузки данных на уровне 1 Гбит/с, но, разумеется, не везде, а лишь там, где для этого существуют все условия. В режиме 64QAM и 2 х CA, используемом для восходящего канала, скорость передачи данных в сетях Telstra 4GX может достигать 150 Мбит/с. Помимо диапазона LTE Cat 16 поддерживается режим 3G на частотах 850/900/1900 и 2100 МГц. Любопытно, что для более уверенного приема к маршрутизатору можно подключить пару дополнительных антенн. Разъемы TS-9 скрываются за декоративными крышечками на задней панели устройства. В будущем модем X16 станет частью мобильных процессоров Qualcomm Snapdragon 835, но пока он доступен только в виде отдельного чипа. Беспроводная Wi-Fi часть Nighthawk M1 представлена решением Qualcomm класса 2 [ 2 с поддержкой стандартов 802.11b/g/n/ac и одновременной работой в диапазонах 2,4 и 5 ГГц, что позволяет без проблем использовать до 20 устройств одновременно. Доступна новинка будет уже в этом месяце, Telstra планирует продавать ее по цене $360 AUD ($276) как отдельное устройство, а также сопровождать новым маршрутизатором ряд тарифных планов подключения к своим высокоскоростным сетям LTE.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026