“无法解释”——新型超级钢材让科学家惊呆了

由香港大学机械工程系黄明欣教授领衔的研究团队成功研制出专用于氢能领域的新型不锈钢——SS-H₂。该材料突破了传统不锈钢在电解水制氢（尤其是利用海水）时易发生‘过钝化腐蚀’的技术瓶颈。普通不锈钢依靠铬元素形成氧化铬（Cr₂O₃）钝化膜来抗腐蚀，但在电解所需高电位（约1600 mV）下，这层膜会进一步氧化生成可溶性六价铬，导致表面快速腐蚀；即使顶级耐蚀合金如254SMO也无法避免。而SS-H₂创新采用‘顺序双钝化’策略：除原有铬基钝化层外，在约720 mV电位下额外生成一层以锰为基础的新型钝化层；两层协同作用，使材料在含氯（如海水）环境中稳定耐受高达1700 mV的电位，完全覆盖水分解反应所需电位窗口。尤为意外的是，锰元素长期被视作损害不锈钢耐蚀性的‘有害杂质’，此次却成为关键保护成分，挑战了现有腐蚀科学认知。该成果历时近六年，从偶然发现到原子尺度机理解析，再到中试量产——目前已与内地工厂合作批量制备SS-H₂金属丝吨级样品，并正开发适用于电解槽的网状、泡沫等工程结构件。经济性方面，当前质子交换膜（PEM）电解系统中，钛基结构件（常镀金或铂）占整机成本高达53%；SS-H₂有望将其结构材料成本降低约40倍，显著推动绿氢产业化。相关研究发表于国际期刊《Materials Today》，已获两项专利授权，并在多国申请专利保护。