“无法解释”——新型超强不锈钢让科学家大跌眼镜

香港大学机械工程系黄明欣教授团队成功研制出一种专用于电解水制氢的新型不锈钢材料（命名为SS-H₂）。传统不锈钢在电解海水时易被腐蚀——因其表面铬氧化物保护膜在约1000 mV（饱和甘汞电极）电压下会分解，生成可溶性六价铬，引发‘过钝化腐蚀’；而海水制氢需高达约1600 mV的电压来驱动水氧化反应，现有不锈钢（包括耐点蚀性能优异的254SMO超级不锈钢）均无法长期承受。SS-H₂突破在于采用‘顺序双钝化’策略：除常规的Cr₂O₃保护层外，在约720 mV电压下，表面还会原位形成一层锰基氧化物第二保护层，使材料耐压能力提升至1700 mV，显著抑制氯离子侵蚀和副反应。这一发现反常识——因锰通常被认为会削弱不锈钢耐蚀性。研究历时近六年，从意外观察到原子尺度机理验证，再到中试量产：目前已与内地工厂合作生产数吨SS-H₂线材，并获多项国际专利授权。相比当前质子交换膜（PEM）电解槽中昂贵的钛结构件（占系统总成本约53%，10兆瓦系统造价约1780万港元），改用SS-H₂可将结构材料成本降低约40倍。尽管SS-H₂尚需进一步加工成电解槽所需网状、泡沫等构件，但其核心价值在于：不依赖贵金属涂层或外加催化剂，而是通过合金本体设计革新，赋予不锈钢自主构建‘双重防护盾’的能力，直击海水电解产业化长期面临的腐蚀、寿命短、成本高等瓶颈。2025年《自然·综述：材料》等最新文献仍指出，耐蚀材料仍是直接海水电解技术落地的最大障碍之一，因此SS-H₂不仅是一项材料突破，更可能成为推动绿氢规模化应用的关键工程路径。