Při projektu „Super Steel“ vědci objevili novou ocel, u které je klíčem k vysoké odolnosti vůči korozi mangan - prvek, který korozi ocelových materiálů naopak zvyšuje. Proč se to děje, to zatím vědci z hongkongské univerzity, kteří objev učinili, nedovedou vysvětlit, byť už proběhly výzkumy na atomární úrovni. Nová ocel pojmenovaná SS-H2 ale může až čtyřicetkrát snížit náklady na získávání „zeleného vodíku“ z mořské vody. A předpokládají se i další možná uplatnění nového materiálu.
Hlavní roli hraje překvapivě mangan
Prvním autorem studie byl doktor Kaiping Yu, projekt „Super Steel“ vedl na Univerzitě v Hongkongu profesor Mingxin Huang. Zprvu vědci výsledkům svého výzkumu nevěřili, protože právě mangan, který hraje v oceli klíčovou roli, je v metalurgii dlouho považován za prvek zhoršující odolnost oceli vůči korozi. V případě SS-H2 ale dochází k pravému opaku. Nová ocel si totiž vytvořila dvě ochranné vrstvy za sebou, nejdříve běžnou vrstvu z oxidu chromitého, ovšem při vyšším napětí (okolo 720 milivoltů) se neočekávaně vytvořila druhá vrstva z manganu. A právě díky této vrstvě je ocel stabilní až do 1700 milivoltů. Běžná nerezová ocel přitom selhává v chloridovém prostředí už při napětí okolo 1000 milivoltů a ke štěpení vody na vodík a kyslík je třeba překročit napětí zhruba 1600 milivoltů.
Ocel, která vzdoruje dosavadním pravidlům metalurgie
Nový hongkongský objev tedy představuje ocel, která vzdoruje dosavadním pravidlům metalurgie, přitom by však mohla přinést ohromné úspory. Především může výrazně zlevnit zelený vodík. Jeho výroba totiž naráží na vysoké materiálové náklady, protože se v mořských elektrolyzérech běžně používá titan, který se často ještě potahuje platinou nebo zlatem. Sice jde o velmi odolné materiály, ale drahé, zatímco nová ocel SS-H2 by mohla snížit náklady až čtyřicetkrát. Musíme si uvědomit, že například v typickém desetimegawattovém PEM elektrolyzéru mohou konstrukční díly tvořit přes polovinu celkových nákladů.
)
Tuny drátu z nové oceli už byly vyrobeny
Navíc vůbec nejde jenom o nějakou laboratorní kuriozitu či módní výstřelek, který zase vyšumí. Ocel už totiž byla vyrobena, letos v květnu vědci prohlásili, že mají k dispozici tuny drátu z SS-H2, který byl vyroben ve spolupráci s továrnou v pevninské Číně. Materiál tedy přechází z podoby experimentu do fáze, kdy ho lze používat na sítě a pěny uvnitř elektrolyzérů.
Jedna z největších překážek mořské elektrolýzy překonána
Zelený vodík z mořské vody je přitom zásadně důležitý, jelikož není při jeho výrobě spotřebovávána sladká voda, jíž je v mnoha oblastech světa nedostatek. Mořské vody je naopak nadbytek, ale právě koroze a vysoké náklady na materiály dosud brzdily možné širší nasazení přímé mořské elektrolýzy. SS-H2 tento problém sice neřeší úplně, odstraňuje však jednu z největších překážek, cenu vstupního materiálu, který odolá korozi.
)
Uděleny první patenty
Vědci logicky přiznávají, že nový materiál není zázrak, který by byl hned zítra v každé továrně. Nyní je nezbytná další inženýrská práce, drát je třeba převést na konkrétní komponenty, otestovat dlouhodobou stabilitu v reálných provozech a také zajistit spolehlivou integraci do celých systémů. Již však byly podány patenty v několika zemích a dva z nich už byly uděleny.
)
Bude vodíku dostatek?
Za objevem nové nekorozivní oceli stojí tým, který má za sebou již sérii praktických průlomů v ocelích. Od ultrapevných slitin až po antimikrobiální varianty. Tentokrát ale vědci narazili na mechanismus, který současné modely koroze neumí vysvětlit, přesto však funguje. A to je obrovský příslib i otázka: nová ocel se sama chrání způsobem, kterému zatím plně nerozumíme. Musíme to pochopit, protože by mohla výrazně zlevnit klíčovou technologii pro ukládání a přenos energie z obnovitelných zdrojů, což je v době potřeby rozšíření výroby vodíku zásadní. Vodík je dalším významným alternativním zdrojem energie, který nepotřebuje, aby svítilo slunce a foukal vítr. Jeho výroba ze sladké vody je však ekologicky neudržitelná, z té mořské je pro změnu extrémně drahá.
Zdroj: msn.com, x.com - Tomas Kapler, scitechdaily.com, stainless-steel-world.net, fuelcellsworks.com, Youtube
