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北京前沿科学技术研究院（简称“北前科学院”）成立于2016年9月，北前科学院，是由北京中科光析科学技术研究所，北检（北检）检测技术研究院，标检（北京）质量检测中心等科研单位，组建成立的独立科学科研机构，致力于前沿科学领域的研究与创新人才培养，科学技术转移孵化等，世界前沿新科学普及传播。 更多简介 +
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香港大学机械工程系黄明新教授主持的一项研究项目，突破了传统的不锈钢和开发氢用不锈钢（SS-H2）的新突破
这标志着黄教授继2021年抗新冠肺炎不锈钢的发展以及2017年和2020年超级钢和超级钢的发展之后，在“超级钢”项目中取得的另一项重大成就
该团队开发的新产品显示出耐腐蚀性，在海水中可再生制氢方面具有显著的应用前景，而在海水中仍有不稳定的溶液存在
新型盐水电解槽的性能与当前的工业实践相比较，钛作为结构部分，从脱盐的海水中生产氢气，而新型钢铁的成本更便宜
这一发现已发表在《今日材料》的题为“设计水氧化以上使用的不锈钢的连续双重钝化策略”的文章中。这些成果目前正在多个国家申请专利，其中许多已经被纳入授权范围
由于它是一种非常接近的材料，不锈钢一直是一种重要的、广泛使用的非腐蚀环境铬是衡量不锈钢耐腐蚀性的重要元素钝化膜是通过铬（Cr）的氧化作用产生的，可在饱和环境中保护不锈钢不幸的是，这种基于Cr的传统单一钝化机制进一步提高了不锈钢的性能由于稳定Cr2O3进一步氧化为可溶性Cr（VI）物种，在约1000mV（饱和阴极，SCE）下，传统不锈钢可能会发生跨膜腐蚀，这低于水氧化约1600mV所需的电位
254SMO超级不锈钢，例如，是铬基耐腐蚀合金的基准，在海水中具有超强的点蚀性能；然而，跨passivecorrosionlimit的应用具有更高的潜力
黄教授的研究团队采用“顺序钝化”策略，开发出了具有优异耐腐蚀性的新型SS-H2除了单个Cr2O3基辅助层外，在~720mV的电压下，在前一层Cr基辅助层上形成了第二层Mn基辅助层这种连续的双重钝化机制使SS-H2免受氯脱金属腐蚀和1700毫伏的超高电位SS-H2证明了一种突破常规的不锈钢的基本方法
“最初，我们并不相信这一点，因为我们使用的理论观点是Mn会影响不锈钢的耐腐蚀性。基于Mn的分类是一种直观的方法，这是目前的知识和科学无法解释的。然而，当大量的原子级结果被表示出来时，我们被说服了。除了惊讶之外，我们迫不及待地想探索其机制。”这篇文章的第一作者、黄教授的导师俞开平博士说
从创新不锈钢的最初发现到科学理解的突破，再到为正式出版和全面工业化应用做最后的准备，这一切都使这项工作接近尾声
“与目前主要关注抗饱和电位的腐蚀界不同，我们专门开发高电位电阻合金。我们的战略超越了传统不锈钢的基本限制，并为开发可应用于高电位的合金奠定了基础。这一突破排除了一系列新的应用。”黄教授说
目前，对于水电解槽和脱盐的海水腐蚀溶液，结构组件需要昂贵的Au或Pt涂层Tia例如，10兆瓦PEM电解槽系统在当前阶段的总成本约为17港元800万，结构组成部分占总薪酬的53%黄教授团队的突破使得用更经济的钢材替换这些昂贵的结构部件成为可能据估计，SS-H2的使用预计将使结构材料的成本降低约40倍，这表明工业应用前景广阔
“从实验材料仓库的产品，如用于水电解槽的甲烷和泡沫，仍然面临着艰巨的任务。目前，我们已经实现了工业化。已经与来自大陆的工厂合作生产了成吨的SS-H2基燃料。我们正在推进将最经济的SS-H2应用于可再生能源的氢气生产。”添加了黄教授
来源:
Materials provided by
The University of Hong Kong.
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参考:
2024-01-20
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2024-01-20
