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:

Глюкозамин и когнитивные нарушения 16.10.2026

С возрастом нарушения памяти и мышления становятся все более распространенной проблемой, однако причины того, почему у одних людей легкие когнитивные изменения остаются стабильными, а у других со временем перерастают в деменцию, до сих пор изучены не полностью. Новая работа исследователей Университета Флориды в США указывает на возможную связь одного из широко используемых пищевых добавок с таким переходом. Речь идет о глюкозамине, который обычно принимают для уменьшения дискомфорта в суставах и поддержания их здоровья. Специалисты проанализировали обезличенные медицинские записи UF Health, охватывающие период с 2012 по 2024 год. С помощью искусственного интеллекта они изучили информацию о пациентах с болезнью Альцгеймера и другими связанными с ней деменциями, а также о людях с легкими когнитивными нарушениями. Последние характеризуются заметными проблемами с памятью или мышлением, которые уже выходят за рамки обычных возрастных изменений, но при этом еще не обязательно существенно ...>>

Звук на квантовом уровне меняется скачками, а не постепенно 16.10.2026

В привычном мире звуковые колебания затухают постепенно: струна после щипка вибрирует все слабее, а звон постепенно превращается в тишину. На уровне квантовой физики картина оказывается совершенно иной. Здесь энергия звука существует отдельными порциями, и переход между состояниями может происходить скачкообразно. Исследователи из Стэнфордского университета впервые смогли непосредственно наблюдать такой процесс в реальном времени, зафиксировав квантовые скачки отдельных звуковых частиц. Речь идет о фононах - квантовых порциях механических колебаний, которые можно рассматривать как своеобразный аналог фотонов для звуковых волн. В макроскопическом мире энергия вибрации может уменьшаться практически непрерывно, однако на квантовом уровне такое описание перестает работать. Энергетическое состояние системы изменяется дискретно, переходя с одного уровня на другой. Результаты стэнфордского эксперимента были опубликованы в журнале Science. Чтобы зафиксировать столь быстрый и чувствительн ...>>

Мизофония может иметь выраженную генетическую основу 15.10.2026

Для большинства людей звук жевания, дыхания или сопения остается практически незаметной частью повседневной жизни. Однако у людей с мизофонией такие совершенно обычные звуки способны вызывать мгновенную и крайне сильную негативную реакцию. Причины этого состояния до сих пор изучены недостаточно, однако новое исследование указывает на важную роль наследственности. Полученные данные свидетельствуют о том, что предрасположенность к мизофонии может иметь глубокую генетическую основу. Исследованием занималась команда Медицинской школы Йельского университета, сосредоточившая внимание на семейной истории людей с этим расстройством. В отличие от ряда предыдущих работ, проводившихся преимущественно с помощью дистанционных опросов, на этот раз специалисты непосредственно обследовали 101 человека с мизофонией и членов их семей. Такой подход позволил исследователям оценить не только распространенность состояния среди родственников, но и возможные связи с другими особенностями психического здоро ...>>

Запись магнитных данных с помощью сверхбыстрых лазерных импульсов 15.10.2026

Системы хранения данных постоянно сталкиваются с необходимостью одновременно увеличивать скорость записи, плотность информации и энергоэффективность. Один из возможных путей решения этой задачи связан с использованием света для управления магнитными состояниями материала. Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали метод, в котором специально сформированные лазерные импульсы позволяют изменять направление намагниченности, открывая перспективу создания более быстрых и компактных магнитных устройств памяти. Главное отличие нового подхода заключается в том, что исследователи управляют не составом магнитного материала, а характеристиками самого лазерного излучения. Ультрабыстрый лазер концентрирует энергию на микроскопическом участке поверхности. Когда диаметр светового пятна становится меньше 1,36 мкм, специалистам удается переключать направление намагниченности независимо от спиральности света, то есть направления вращения его поляризации. Это позволяет отказаться от ...>>

Биокаталитический способ получения хиральных оксазолидинонов 14.10.2026

Химия все чаще обращается к биологическим молекулам, чтобы сделать синтез сложных веществ более точным и эффективным. Особенно важны такие технологии при создании соединений, у которых одинаковый химический состав может сопровождаться разным пространственным расположением атомов и, следовательно, различными свойствами. Исследователи из Калифорнийского технологического института и Университета Питтсбурга предложили новый биокаталитический подход, позволяющий получать хиральные оксазолидиноны непосредственно из простых неактивированных алкенов. В основе предложенного метода лежит последовательность из двух реакций - азиридинирования и последующего расширения цикла. Этот каскад запускается с помощью гемопротеина, который выполняет функцию катализатора и позволяет направлять химическое превращение в нужную сторону. В результате из относительно простого исходного соединения формируется более сложная циклическая структура с заданной пространственной конфигурацией. Особенно существенным ...>>

Случайная новость из Архива Ручной спектроанализатор модели 2650 от B&K PRECISION 11.02.2003 Фирма B&K PRECISION выпустила ручной спектроанализатор модели 2650. Рабочий диапазон измерений достигает 3,3 ГГц, что позволяет тестировать системы мобильных телефонов стандартов CDMA, GSM, беспроводной LAN, Bluetooth. Прибор позволяет измерять спектры электрического и магнитного полей, спектры мощности и другие параметры, имеет широкий набор аксессуаров.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2026