Oamenii de știință au dezvoltat un oțel revoluționar care „nu poate fi explicat”

O echipă condusă de profesorul Mingxin Huang de la Departamentul de Inginerie Mecanică al Universității din Hong Kong a realizat un progres semnificativ în domeniul oțelului inoxidabil. Această inovație recentă se concentrează pe dezvoltarea unui oțel inoxidabil conceput pentru aplicații cu hidrogen, cunoscut sub numele de SS-H2.

Această realizare face parte din proiectul „Super Steel” în curs de desfășurare al profesorului Huang, care anterior a atins etape notabile cu crearea oțelului inoxidabil anti-COVID-19 în 2021 și dezvoltarea unui super oțel ultrarezistent în 2017 și 2020.

• Cum au trecut razele cosmice prin atmosfera Pământului acum 41.000 de ani?
• Ce s-a întâmplat după ce oamenii de știință au declanșat mini-cutremure în laborator

Noul oțel dezvoltat de echipă prezintă o rezistență ridicată la coroziune, permițând aplicarea sa potențială pentru producția ecologică de hidrogen din apa de mare, unde o soluție durabilă nouă este încă în curs de elaborare.

Au fost cerute deja mai multe brevete

Performanța noului oțel în electrolizorul de apă sărată este comparabilă cu practica industrială actuală care utilizează titanul ca piese structurale pentru a produce hidrogen din apă de mare desalinizată sau acid, în timp ce costul noului oțel este mult mai ieftin.

Descoperirea a fost publicată în revista Materials Today. Realizările cercetării fac în prezent obiectul unor cereri de brevete în mai multe țări, iar două dintre acestea au primit deja autorizație.

Oțelul dezvoltat prezintă o rezistență ridicată la coroziune

De la descoperirea sa în urmă cu un secol, oțelul inoxidabil a fost întotdeauna un material important utilizat pe scară largă în medii corozive. Cromul este un element esențial în stabilirea rezistenței la coroziune a oțelului inoxidabil. Pelicula pasivă este generată prin oxidarea cromului (Cr) și protejează oțelul inoxidabil în medii naturale. Din nefericire, acest mecanism convențional de pasivare unică bazat pe Cr a oprit progresul viitor al oțelului inoxidabil.

Din cauza oxidării ulterioare a Cr2O3 stabil în specii solubile de Cr(VI), coroziunea tranpasivă apare inevitabil în oțelul inoxidabil convențional la ~1000 mV, care este sub potențialul necesar pentru oxidarea apei la ~1600 mV.

Oțelul superinoxidabil 254SMO, de exemplu, este un punct de referință în rândul aliajelor anticorozive pe bază de Cr și are o rezistență superioară la înțepături în apa de mare; cu toate acestea, coroziunea transpassivă îi limitează aplicarea la potențiale mai ridicate, scrie SciTechDaily.

O descoperire neașteptată

Echipa de cercetare a profesorului Huang a dezvoltat noul SS-H2 cu o rezistență superioară la coroziune. Pe lângă stratul pasiv unic pe bază de Cr2O3, un strat secundar pe bază de Mn se formează pe stratul anterior pe bază de Cr la ~720 mV.

Mecanismul secvențial de pasivare dublă împiedică SS-H2 să se corodeze în medii cu cloruri până la un potențial ultra-înalt de 1700 mV. SS-H2 demonstrează un progres fundamental față de oțelul inoxidabil convențional. Echipa a dedicat aproape șase ani acestei lucrări.

„Diferit de comunitatea actuală de coroziune, care se concentrează în principal pe rezistența la potențialele naturale, noi suntem specializați în dezvoltarea de aliaje rezistente la potențialul ridicat. Strategia noastră a depășit limitarea fundamentală a oțelului inoxidabil convențional și a stabilit o paradigmă pentru dezvoltarea de aliaje aplicabile la potențiale ridicate. Această descoperire este interesantă și aduce noi aplicații.”

Vă recomandăm să mai citiți și:

OPPO își creează laborator de inovație 5G

O nouă inovație în domeniul agriculturii și al energiei regenerabile

O nouă inovaţie în domeniul protezelor. O mănuşă poate oferi mâinilor robotice caracteristici asemănătoare celor umane

Inovaţie în protecţia mediului: imprimantele 3D care se deplasează autonom