Modifizierter Edelstahl macht Wasserstoffgewinnung aus Wasser günstiger

Wissenschaftler der Universität Hongkong haben eine neue SS-H₂-Legierung (stainless steel for hydrogen) entwickelt, die einem elektrochemischen Potenzial von bis zu 1700 mV in Meerwasser standhalten kann. Laut Ixbt.com liegt dieser Wert über der Oxidationsgrenze von Wasser und übertrifft die Möglichkeiten des widerstandsfähigsten herkömmlichen Edelstahls deutlich. Dies berichtet Ixbt.com .

Es ist bekannt, dass herkömmliche Edelstahlmaterialien auf Chromoxid basieren, das nur Potenzialen von bis zu 1000 mV standhält. Die neu erfundene SS-H₂-Legierung nutzt einen völlig anderen Ansatz, der einen großen Durchbruch in der Industrie bedeuten könnte.

Das Geheimnis des doppelten Schutzmechanismus

Experten betonen, dass das Hauptgeheimnis des neuen Materials im Mechanismus der „sequenziellen doppelten Passivierung“ liegt. Bei der SS-H₂-Legierung bildet das Element Mangan bei etwa 720 mV eine zweite Schutzschicht über der Chromschicht. Nach herkömmlicher Auffassung galt Mangan als korrosionsmindernd, doch hier erfüllt es eine wichtige Schutzfunktion.

Wenn der Chromschutz seine Arbeit einstellt, übernimmt die Manganschicht die gesamte Last. Die Hauptautorin der Studie, Dr. Kaiping Yu, gab zu, dass sie selbst zunächst nicht an dieses Ergebnis glaubten, da die Wissenschaft die Eigenschaften dieses Elements bisher anders bewertet hatte.

Wirtschaftliche Auswirkungen auf die Wasserstoffwirtschaft

Während der Tests zeigte SS-H₂ in einem Salzwasser-Elektrolyseur eine Leistung, die den in modernen Wasserstoffproduktionsanlagen verwendeten Titanelementen ebenbürtig ist. Heute kostet ein 10 MW Protonenaustauschmembran-Elektrolysesystem fast 2,3 Millionen Dollar, wobei mehr als die Hälfte auf die Strukturkomponenten entfällt.

Der Ersatz von gold- oder platinbeschichtetem Titan durch das neue SS-H₂-Material ermöglicht eine Senkung der Kosten für Strukturmaterialien um das etwa 40-fache. Natürlich macht dies den Wasserstoff selbst nicht sofort 40-mal billiger, da die Kosten für Strom, Katalysatoren und Membranen bestehen bleiben. Dennoch wird ein drastischer Rückgang einer der Hauptkostenfaktoren der „grünen“ Wasserstoffwirtschaft einen ernsthaften Impuls geben.

Derzeit arbeiten die Forscher mit einem industriellen Hersteller zusammen, um die Produktion von SS-H₂-Draht in Tonnenmengen aufzubauen. Es ist jedoch noch ein Weg vom laborgeprüften Draht bis zur Entwicklung kommerziell zugelassener poröser Netze und Schaumstoffe für echte Elektrolyseure zurückzulegen.