Výzkumný tým z The University of Hong Kong vyvinul nerezovou ocel označovanou SS-H2, která má zůstávat odolná proti korozi i při vysokých elektrických potenciálech v prostředí obsahujícím chloridy. Právě tyto ionty, běžně přítomné v mořské vodě, mohou v elektrolyzérech urychlovat poškozování kovových součástí. Zjištění by proto mohlo být relevantní pro výrobu vodíku elektrolýzou vody, kde materiály musí snášet současně působení napětí a agresivního chemického prostředí.
Původní studie vyšla už v listopadu 2023 v časopise Materials Today, zatímco aktuální zpráva University of Hong Kong a ScienceDaily na ni znovu upozornila v srpnu 2026. Autory odborného článku jsou Kaiping Yu, Shihui Feng, Chao Ding, Meng Gu, Peng Yu a Mingxin Huang. Nejde tedy o nově zveřejněný experiment z letošního roku, ale o dříve publikovaný materiálový výzkum, který univerzita představuje v souvislosti s možným průmyslovým využitím.
Chrom nestačí při vysokém potenciálu
Nerezová ocel obvykle vzdoruje korozi díky pasivní vrstvě, tedy velmi tenkému povrchovému filmu, který omezuje další reakce kovu s okolím. V běžných nerezových ocelích tuto úlohu plní především sloučeniny chromu. Při vyšším elektrickém potenciálu se však tato ochrana může narušit: oxid chromitý se dále oxiduje na rozpustné formy šestimocného chromu a materiál začne podléhat takzvané transpasivní korozi. To omezuje použití běžných nerezových ocelí například na anodové straně zařízení pro elektrolýzu vody.
Hongkongští vědci zkoumali ocel obsahující mangan a navrhli pro ni postupnou dvojitou pasivaci. Při nižších potenciálech materiál chrání tradiční vrstva založená na chromu. Podle autorů se zhruba od 0,72 V vůči nasycené kalomelové elektrodě začne uplatňovat další ochranná vrstva založená na manganu. Nasycená kalomelová elektroda je referenční elektroda, vůči níž se při elektrochemických měřeních stanovuje napětí. Druhá vrstva má převzít ochrannou funkci tam, kde chromová pasivace přestává stačit.
V potenciostatických a potentiodynamických korozních zkouškách v roztoku s 3,5 hmotnostními procenty chloridu sodného dosáhla ocel meze porušení pasivní vrstvy přibližně 1,7 V vůči této referenční elektrodě. Autoři uvádějí, že takový rozsah zahrnuje potenciály nad oblastí oxidace vody, tedy anodové reakce, při níž při elektrolýze vzniká kyslík. Mangan je přitom v korozní chemii nerezových ocelí obvykle spojován spíše se zhoršením odolnosti. Studie proto popisuje jeho úlohu jako neintuitivní, avšak pozorovanou při konkrétním složení a podmínkách testu.
Možná náhrada titanu, nikoli hotový elektrolyzér
V elektrolyzérech pracujících s odsolenou mořskou vodou nebo v kyselém prostředí se pro některé konstrukční části používá titan, někdy navíc pokrytý drahými kovy. Tým vedený Mingxinem Huangem uvádí, že SS-H2 dosáhla ve slanovodním elektrolyzéru srovnatelného výkonu jako takové titanové konstrukční materiály. Podle jejich ekonomického odhadu by náhrada části těchto součástí novou ocelí mohla snížit náklady na konstrukční materiál přibližně čtyřicetinásobně. Jde však o propočet autorů, nikoli o nezávislé posouzení ceny celého provozu.
Výsledky také neznamenají, že lze již dnes jednoduše vyrábět vodík přímo z mořské vody s běžnou ocelovou technologií. Primární článek dokládá korozní chování materiálu zejména v modelovém roztoku chloridu sodného a při elektrochemických měřeních. Skutečná mořská voda obsahuje vedle chloridů i další rozpuštěné látky a částice; provoz elektrolyzéru navíc závisí na katalyzátorech, membránách, geometrii elektrod i dlouhodobé stabilitě celého zařízení. Výzkumníci sami uvádějí, že před případným širším použitím bude nutné materiál převést do praktických forem, například drátěných sítí a pěnových struktur pro elektrolyzéry.
Zdroj: ScienceDaily
Tento článek byl vytvořen s pomocí umělé inteligence a redakčně zkontrolován.