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海水制備綠色氫,結(jié)構(gòu)材料成本有望降低40倍

作者:1180發(fā)布時(shí)間:2023-11-27
       香港大學(xué)機(jī)械工程系的黃明新教授帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)推出了一項(xiàng)突破性的研究,成功創(chuàng)造了一種抗腐蝕性極強(qiáng)的不銹鋼,可用于從海水中制備綠色氫。這項(xiàng)創(chuàng)新在于通過引入錳元素,使不銹鋼在鹽水電解槽中表現(xiàn)出色,性能堪比目前工業(yè)實(shí)踐中使用的鈦等昂貴結(jié)構(gòu)部件。這一發(fā)現(xiàn)為綠色氫的經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)提供了新的可能性,同時(shí)大幅度降低了結(jié)構(gòu)材料的成本。

       技術(shù)看點(diǎn)

      1. 不銹鋼的多重應(yīng)用:不銹鋼在氫生產(chǎn)技術(shù)中扮演著重要角色,特別是在蒸汽甲烷重整和水電解中。在蒸汽甲烷重整過程中,不銹鋼用于構(gòu)建重整器、換熱器等組件,能夠耐受高溫和腐蝕環(huán)境。而在水電解中,不銹鋼由于其抗腐蝕性和耐久性通常用于電解槽的制造。
 

     2. 新型不銹鋼的研發(fā):研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種新型不銹鋼,通過在鉻(Cr)基層上引入錳(Mn)元素,形成具有極強(qiáng)抗腐蝕性的雙層結(jié)構(gòu)。這一發(fā)現(xiàn)顛覆了傳統(tǒng)腐蝕科學(xué)的認(rèn)知,因?yàn)槠毡檎J(rèn)為錳會減弱不銹鋼的抗腐蝕能力。實(shí)驗(yàn)證明,這種新型材料在鹽水電解槽中的性能與目前工業(yè)實(shí)踐中使用的昂貴鈦元素相媲美,但成本卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于后者。
 

      3. 降低生產(chǎn)成本:目前,10兆瓦PEM電解槽系統(tǒng)的總成本中,結(jié)構(gòu)組件占據(jù)高達(dá)53%。通過使用這種新型不銹鋼(SS-H2),可以將傳統(tǒng)昂貴的金(Au)和鉑(Pt)等結(jié)構(gòu)材料替換為鋼,據(jù)估計(jì)可以將結(jié)構(gòu)材料的成本降低近40倍。這意味著更經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)氫的方法,為可再生能源的應(yīng)用提供了更加可行的途徑。
 

      4. 科技創(chuàng)新的應(yīng)用:該研究團(tuán)隊(duì)不僅在新型不銹鋼領(lǐng)域有所突破,同時(shí)也在其他領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展。他們先后推出了抗COVID-19不銹鋼以及2017年和2020年分別推出的超強(qiáng)超韌超級鋼。這進(jìn)一步彰顯了科技創(chuàng)新在材料科學(xué)領(lǐng)域的引領(lǐng)地位。
 

      結(jié)語

      這項(xiàng)研究為綠色氫的制備和可再生能源的發(fā)展帶來了新的希望。通過引入錳元素,研究團(tuán)隊(duì)成功提升了不銹鋼的抗腐蝕性,使其在鹽水電解槽中表現(xiàn)出色。這不僅為當(dāng)前氫生產(chǎn)中昂貴的結(jié)構(gòu)材料提供了更為經(jīng)濟(jì)的替代方案,還為環(huán)??萍嫉膭?chuàng)新樹立了榜樣。隨著這一技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和實(shí)際應(yīng)用,相信將為氫能源?領(lǐng)域注入新的活力,推動可再生能源技術(shù)取得更大的突破。在科技創(chuàng)新的引領(lǐng)下,我們或許正在迎來一個(gè)更加清潔、高效的能源時(shí)代。

 

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