Oțelul „imposibil de explicat” ar putea înlocui titanul și să scadă de 40 de ori costul producției de hidrogen verde
Un nou aliaj avansat, denumit SS-H2, promite să schimbe modul în care se produc hidrogenul din apă, folosind apă de mare ca sursă principală. Descoperirea, realizată în cadrul unei cercetări conduse de profesorul Mingxin Huang de la Departamentul de Inginerie Mecanică al Universității din Hong Kong, poate reduce semnificativ costurile echipamentelor de electroliză, problemele legate de degradarea componentelor în medii saline și dependența de materiale scumpe precum titanul acoperit cu metale prețioase. Rezultatele au fost comunicate în rândul comunității științifice și indică o posibilă reducere a costurilor cu până la o zeci, dacă se confirmă în aplicații la scară largă, față de soluțiile actuale bazate pe titan. Un aspect interesant îl reprezintă mecanismul protecției, numit de cercetători „dublă pasivare secvențială”, care pare să permită funcționarea sistemelor de electroliză la tensiuni mai mari decât cele obișnuite, cu o rezistență la coroziune superioară în condițiile de lucru specifice. În prezent, hidrogenul verde se obține prin electroliză, iar sursele de curent regenerabile aduc energia necesară pentru separarea apei în hidrogen și oxigen. Apa de mare este o resursă competitivă datorită abundentei sale, însă sărurile și ionii din compoziția sa pot deteriora rapid componentele electrolizoarelor, ceea ce a dus până acum la utilizarea unor materiale scumpe precum titanul sau aliajele laminate cu metale prețioase. Într-un sistem tipic de electroliză în capacitate de 10 megawați, costurile pentru structuri pot ajunge la aproximativ jumătate din total, reprezentând o cheltuială de peste 17 milioane de dolari în dolarul local, potrivit unor estimări din literatura de specialitate. În această lumină, rezistența la coroziune a oțelurilor inoxidabile joacă un rol crucial, pentru că stratul natural de oxid de crom, care oferă o protecție de fond, nu este suficient în condițiile tensiunilor utilizate în procesele electrolitice. Aproximativ la 1.000 mV, stratul de crom începe să se descompună, ceea ce poate induce coroziune în timp ce învelitoarea necesară pentru oxidarea apei devine semnificativă la nivelul de aproximativ 1.600 mV. Chiar și aliajele pentru medii marine, concepute pentru rezistență crescută, nu reușesc să reziste în fața acestor tensiuni. În această strategie inovatoare, echipa de la Hong Kong a creat un aliaj rezistent, capabil să rămână stabil până la tensiuni de 1.700 mV. Elementul-cheie este prezența unei „duble pasivări secvențiale”: pe lângă stratul tradițional de oxid de crom, la circa 720 mV se formează un al doilea strat protector pe bază de mangan, un element despre care se considera anterior că poate dăuna rezistenței la coroziune a oțelului inoxidabil. Inițial, mulți cercetători au fost sceptici față de ideea pasivării cu mangan, însă observațiile la nivel atomic au fost convingătoare pentru autorii acestei descoperiri. Cercetătorii urmăresc să înțeleagă mai bine acest mecanism și să amplifice potențialul său în aplicații reale. Dacă această tehnologie se dovedeste viabilă la scară industrială, ar putea deschide calea către utilizarea apei de mare ca sursă principală pentru producția de hidrogen, reducând costurile, creșterea durabilității echipamentelor și promovarea unei abordări mai sustenabile în sectorul energetic. În contextul global al tranziției către energie curată, progresul în fabricarea electrozilor și a materialelor rezistente la coroziune reprezintă un pas important către o producție mai eficientă și mai economică a hidrogenului verde, cu impact asupra securității energetice, a dezvoltării tehnologice și a competitivității industriei energetice. Mai multe detalii despre rezultatele cercetării urmează să fie publicate în plenitudinea lucrărilor științifice dedicate materialelor electrolizoarelor, acolo unde comunitatea științifică poate evalua în continuare fezabilitatea implementării în infrastructurile actuale de producție a hidrogenului. În lumina acestor realizări, oportunitățile de dezvoltare a tehnologiilor asigurătoare pentru mediul marin și potențialele aplicații în industriile energetice devin subiecte de interes pentru sectorul industrial, cercetători și autorități, în timp ce se conturează perspective pentru o tranziție energetică mai inteligentă, sustenabilă și economică.
