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海水制备绿色氢,结构材料成本有望降低40倍

作者:1180发布时间:2023-11-27
       香港大学机械工程系的黄明新教授带领的团队推出了一项突破性的研究,成功创造了一种抗腐蚀性极强的不锈钢,可用于从海水中制备绿色氢。这项创新在于通过引入锰元素,使不锈钢在盐水电解槽中表现出色,性能堪比目前工业实践中使用的钛等昂贵结构部件。这一发现为绿色氢的经济生产提供了新的可能性,同时大幅度降低了结构材料的成本。

       技术看点

      1. 不锈钢的多重应用:不锈钢在氢生产技术中扮演着重要角色,特别是在蒸汽甲烷重整和水电解中。在蒸汽甲烷重整过程中,不锈钢用于构建重整器、换热器等组件,能够耐受高温和腐蚀环境。而在水电解中,不锈钢由于其抗腐蚀性和耐久性通常用于电解槽的制造。
 

     2. 新型不锈钢的研发:研究团队创造了一种新型不锈钢,通过在铬(Cr)基层上引入锰(Mn)元素,形成具有极强抗腐蚀性的双层结构。这一发现颠覆了传统腐蚀科学的认知,因为普遍认为锰会减弱不锈钢的抗腐蚀能力。实验证明,这种新型材料在盐水电解槽中的性能与目前工业实践中使用的昂贵钛元素相媲美,但成本却远远低于后者。
 

      3. 降低生产成本:目前,10兆瓦PEM电解槽系统的总成本中,结构组件占据高达53%。通过使用这种新型不锈钢(SS-H2),可以将传统昂贵的金(Au)和铂(Pt)等结构材料替换为钢,据估计可以将结构材料的成本降低近40倍。这意味着更经济的生产氢的方法,为可再生能源的应用提供了更加可行的途径。
 

      4. 科技创新的应用:该研究团队不仅在新型不锈钢领域有所突破,同时也在其他领域取得了重要进展。他们先后推出了抗COVID-19不锈钢以及2017年和2020年分别推出的超强超韧超级钢。这进一步彰显了科技创新在材料科学领域的引领地位。
 

      结语

      这项研究为绿色氢的制备和可再生能源的发展带来了新的希望。通过引入锰元素,研究团队成功提升了不锈钢的抗腐蚀性,使其在盐水电解槽中表现出色。这不仅为当前氢生产中昂贵的结构材料提供了更为经济的替代方案,还为环保科技的创新树立了榜样。随着这一技术的进一步发展和实际应用,相信将为氢能源​领域注入新的活力,推动可再生能源技术取得更大的突破。在科技创新的引领下,我们或许正在迎来一个更加清洁、高效的能源时代。