پیشرفتی که ممکن است آینده انرژی را برای همیشه تغییر دهد

به گزارش جماران به نقل از الجزیره، در مسابقه جهانی برای انرژی پاک، اعتقاد بر این است که هیدروژن سبز یک جهش جهانی خواهد بود، زیرا محیط زیست را آلوده نمی کند و می توان آن را نسبتاً آسان از طریق تجزیه آب به اجزای آن از اکسیژن و هیدروژن تولید کرد، اما مشکلی در استفاده از آن وجود دارد، و آن این است که ساخت دستگاه های الکترولیز که بتوانند در آب های شور بسیار خورنده کار کنند، بدون اینکه مواد شیمیایی آنها را ببلعند، آسان نیست.

در اینجا دقیقاً کشف جدید تیم دانشگاه هنگ کنگ ظاهر می شود که از توسعه فولاد ضد زنگ ویژه محیط های تولید هیدروژن خبر داد و نام آن را "SS-H۲" گذاشت.

 

سپر دوتایی

فولاد ضد زنگ بیش از یک قرن است که به دلیل توانایی اش در محافظت از خود شناخته شده است و راز این حفاظت اغلب در عنصر کروم نهفته است، زیرا بر روی سطح فولاد اکسید می شود و یک لایه نازک غیرفعال از اکسید کروم تشکیل می دهد که به عنوان یک سپر عمل می کند و از ادامه حمله شیمیایی جلوگیری می کند.

اما این سپر محدودیتی دارد، طبق مطالعه ای که دانشمندان در مجله «ماتریالز تودی» منتشر کرده اند، در محیط های الکتریکی خشن و با افزایش ولتاژ، این لایه می تواند فرو بریزد یا به تصاویر مذاب تبدیل شود، بنابراین مرحله ای به نام خوردگی گذرا آغاز می شود، لحظه ای که فولاد ضد زنگ کمترین مقاومت را دارد و خورده می شود.

اهمیت فولاد SS-H2 این است که فقط به یک سپر تکیه نمی کند، زیرا ابتدا غشای سنتی مبتنی بر اکسید کروم تشکیل می شود، سپس یک لایه محافظ دوم مبتنی بر منگنز در ولتاژی نزدیک به 720 میلی ولت در بالای آن ظاهر می شود.

این مکانیسم، که محققان آن را «غیرفعال سازی دوگانه متوالی» می نامند، به ماده کمک می کند تا در محیط های نمکی تا ولتاژ بسیار بالایی در حدود 1700 میلی ولت مقاومت کند، یعنی بالاتر از ولتاژ لازم برای اکسیداسیون آب، که تقریباً 1600 میلی ولت تخمین زده می شود.

 

قهرمان غیر منتظره

نکته قابل توجه این است که منگنز یک قهرمان غیر منتظره برای این داستان بود، زیرا مشخص شد که در جلوگیری از خوردگی نقش دارد، اگرچه مطالعات قبلی نشان داده بودند که می تواند در تحریک خوردگی نقش داشته باشد، بنابراین محققان این کشف را «ضد شهودی» توصیف کردند، بلکه گفتند که مکانیسم حفاظت مبتنی بر منگنز را نمی توان به راحتی با دانش غالب در علم خوردگی توضیح داد، که نیاز به مطالعات جدید دارد.

ارزش عملی این کشف با مقایسه آن با مواد مورد استفاده در حال حاضر مشخص می شود، در برخی از سیستم های الکترولیز، اجزای سازه ای نیاز به تیتانیوم پوشش داده شده با فلزات گرانبها مانند طلا یا پلاتین دارند، که مواد مؤثری هستند اما گران قیمت هستند. اما فولاد جدید، اگر قابلیت گسترش صنعتی آن ثابت شود، می تواند جایگزین بسیار ارزان تری ارائه دهد.

اما این کشف به این معنا نیست که تولید هیدروژن مستقیماً از آب دریا فردا به صورت تجاری آماده خواهد شد، خود این تیم توضیح می دهد که راه از یک ماده آزمایشگاهی به محصولات صنعتی، مانند شبکه ها و فوم های فلزی مورد استفاده در داخل الکترولیزرها، هنوز پر از چالش های مهندسی است.

با این حال، در حال حاضر تن ها سیم بر اساس این فولاد با همکاری یک کارخانه در چین تولید شده است و نتایج با درخواست های ثبت اختراع در چندین کشور پیشرفت کرده است و دو مورد از آنها در زمان اعلام دانشگاه هنگ کنگ قبلاً مجوز گرفته بودند.

 

مشاهده خبر در جماران