Científicos chinos presentan un revolucionario acero indestructible
Un equipo dirigido por el profesor Mingxin Huang del
Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Hong Kong ha logrado
avances significativos en el campo del acero inoxidable. Esta última innovación
se centra en el desarrollo de acero inoxidable diseñado para aplicaciones de hidrógeno,
conocido como SS-H.2.
El nuevo acero desarrollado por el equipo muestra
una alta resistencia a la corrosión, lo que abre una aplicación potencial para
la producción de hidrógeno verde a partir de agua de mar, donde todavía se está
desarrollando una nueva solución sostenible.
El rendimiento de los nuevos aceros en el
electrolizador de agua salada es comparable a la práctica industrial actual que
utiliza titanio como piezas estructurales para producir hidrógeno a partir de
agua de mar desalinizada o… agriomientras que el coste del acero nuevo es mucho
más económico.
Este descubrimiento fue publicado en la revista.
Materiales hoy. Actualmente, los logros de la investigación están solicitando
patentes en varios países, dos de los cuales ya han obtenido la licencia.
Desde su descubrimiento hace un siglo, el acero
inoxidable siempre ha sido un material importante y ampliamente utilizado en
ambientes corrosivos. El cromo es un elemento esencial para determinar la
resistencia a la corrosión del acero inoxidable. La película negativa se crea
mediante la oxidación del cromo (Cr) y protege el acero inoxidable en ambientes
naturales. Desafortunadamente, el mecanismo tradicional de pasivación simple a
base de cromo ha detenido el avance del acero inoxidable. Debido a una mayor
oxidación del cromo estable.2Ey3 Al cromo soluble (VI) Clasificarla corrosión
pasiva ocurre inevitablemente en el acero inoxidable convencional a ~1000 mV
(electrodo de calomelanos saturados, SCE), que es menor que el potencial
requerido para la oxidación del agua a ~1600 mV.
Por ejemplo, el acero súper inoxidable 254SMO es un
estándar entre las aleaciones anticorrosión a base de cromo y tiene una
resistencia superior a las picaduras en el agua de mar; Sin embargo, la
corrosión transitoria limita su aplicación a potenciales más altos.
Utilizando una estrategia de «doble pasivación
secuencial», el equipo de investigación del profesor Huang desarrolló el
novedoso SS-H2 Con resistencia superior a la corrosión. Más una cr2Ey3Capa
pasiva a base de manganeso Se forma una capa secundaria a base de manganeso
sobre la capa anterior a base de cromo a aproximadamente 720 mV. El mecanismo
de pasivación de doble cadena evita que SS-H2 Desde corrosión en medios
clorados hasta potenciales muy altos de 1700 mV. SS-H2 Muestra un avance
fundamental sobre el acero inoxidable tradicional.
«Al principio no lo creíamos, porque la opinión
predominante era que el manganeso perjudica la resistencia a la corrosión del
acero inoxidable. La pasivación basada en manganeso es un hallazgo contrario a
la intuición y no puede explicarse con los conocimientos actuales en la ciencia
de la corrosión. Sin embargo, cuando varios Se presentaron resultados a nivel
atómico. «Además de la sorpresa, estamos ansiosos por explotar este mecanismo»,
dijo el Dr. Kaiping Yu, primer autor del artículo, a quien supervisa el
doctorado del profesor Huang.
Desde el descubrimiento inicial del innovador acero
inoxidable hasta lograr un gran avance en la comprensión científica y, en
última instancia, prepararse para su publicación formal y aplicación
industrial, el equipo dedicó casi seis años al trabajo.
«A diferencia de la comunidad actual de corrosión,
que se centra principalmente en la resistencia a potenciales normales, nosotros
nos especializamos en desarrollar aleaciones con alta resistencia. Nuestra
estrategia ha superado las limitaciones fundamentales de los aceros inoxidables
convencionales y ha creado un modelo para Aleación Desarrollo aplicado con alto
potencial. Este avance es emocionante y trae nuevas aplicaciones», afirmó el
profesor Huang.
Hoy en día, para los electrolizadores de agua en
agua de mar desalinizada o soluciones ácidas, se requiere Ti, costoso,
recubierto con Au o Pt para los componentes estructurales. Por ejemplo, el
costo total de un sistema de tanque de electrólisis PEM de 10 MW en su etapa
actual es de aproximadamente 17,8 millones de dólares de Hong Kong, y los
componentes estructurales contribuyen hasta el 53% del costo total. El avance
del equipo del profesor Huang permite sustituir estos costosos componentes
estructurales por acero más económico. Según estimaciones, el empleo de SS-H2
Se espera que reduzca el costo de los materiales de construcción
aproximadamente 40 veces, lo que demuestra un progreso significativo en las
aplicaciones industriales.
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