24小时服务热线

13621563997

搜索信息

行业资讯
首页 > 新闻动态 > 行业资讯
新闻动态
行业资讯

不锈钢新材料突破有望大幅降低绿氢制备成本

2026-06-04 10:46:13

在扩大绿氢产能的过程中,真正的瓶颈往往不在能源供给,而在关键材料上。尤其是面向海水电解的制氢设备,其工作环境兼具高电压与强腐蚀性,令大多数金属难以长期稳定运行,被迫依赖昂贵的钛合金和贵金属涂层,从而推高系统成本、限制大规模部署。香港大学的研究团队正在尝试打破这一局面,开发出一种可在严苛电解环境中长期稳定工作的全新不锈钢合金 SS-H2,并声称有望取代现有昂贵部件。

该项目此前已推出超高强度合金和具有抗菌性能的不锈钢材料。SS-H2 的设计目标,是在传统不锈钢失效的电位区间依然保持稳定,尤其能适应直接使用海水的电解装置。研究者指出,目前的核心难题在于:不锈钢的耐蚀性主要依赖铬形成的致密氧化膜,这一机制在一般工业和海洋环境中效果良好,但在高电位电解条件下却会被彻底打破。

SS-H2 的思路则是改变金属自我保护的方式。在常规不锈钢中,主要依赖单一的铬氧化膜提供保护;而在 SS-H2 中,材料在运行过程中会依次形成两层保护层:首先是常规的铬基氧化膜,随后在更高电位(约 720 mV)下,又会在其上方生成一层锰基保护层。正是这第二层保护,使得材料在约 1700 mV 以内仍能保持稳定,从而覆盖水分解所需的电压区间。

如果这类材料在实验室之外也能如预期表现,其经济影响可能十分可观。研究团队以一套 10 兆瓦 PEM 电解系统为例估算成本结构:结构材料在总成本中占比不低,其中多达 53% 与这些组件直接相关。在此基础上,团队预测,如果用 SS-H2 替代现有钛基材料,结构材料成本有望降低约 40 倍,从而大幅压缩整体系统造价。这项工作也折射出耐蚀材料设计思路的变化。研究团队开始与中国内地的一家工厂合作生产 SS-H2 线材,不过要将其制成适用于电解槽的网状或泡沫状结构件,还需要进一步的工程开发和工艺优化。在整个海水电解领域,腐蚀、氯相关副反应、催化剂退化以及系统寿命受限等问题依然普遍存在,很多研究集中于在传统不锈钢表面增加涂层或表面处理以提高耐久性。

与这些路径不同,SS-H2 从材料本体出发,通过改变合金组成和电化学行为,让材料在工作过程中自发形成保护层,而不是事后额外叠加涂层。这种内生式的防护机制,或许能在追求高耐久同时兼顾成本控制,让未来的海水电解制氢装置更有机会在大规模商业化部署中占据一席之地。不过,研究人员也强调,该材料仍处于产业化的早期阶段,其在真实工况下的长期寿命和性能仍有待验证,但这一方向表明,解决绿氢成本与耐久性难题,可能同样依赖对基础材料的重新想象,而不仅仅是系统设计层面的改良。


苏州科瑞工程科技有限公司
Copyright © 2024-2025 苏州科瑞工程科技有限公司 版权所有 苏ICP备19072973号-1 . 网站地图 . 网站统计