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El acero inoxidable puede utilizarse en varias técnicas de producción de hidrógeno, especialmente las que implican el reformado de metano con vapor y la electrólisis.
En el caso del reformado de metano con vapor, el material se utiliza en la construcción de reformadores, intercambiadores de calor y otros componentes del proceso, ya que es especialmente adecuado para soportar altas temperaturas y entornos corrosivos.
En cuanto a la electrólisis del agua, el material se utiliza a menudo en la construcción de electrolizadores debido a su resistencia a la corrosión y durabilidad en el duro entorno electrolítico del proceso.
Hidrógeno verde de nuestros océanos
Ahora, una nueva iniciativa encabezada por el profesor Mingxin Huang, del Departamento de Ingeniería Mecánica de la Universidad de Hong Kong (HKU), ha creado un nuevo tipo de acero con gran resistencia a la corrosión que puede utilizarse en la fabricación de hidrógeno verde a partir de agua salada que se obtiene fácilmente de nuestros océanos.
Aunque el coste del nuevo acero es muy inferior al de sus homólogos actuales, su rendimiento en un electrolizador de agua salada es equivalente a la práctica industrial actual de emplear titanio como pieza estructural clave para crear hidrógeno a partir de agua de mar desalada o ácida.
La invención consiste en añadir una capa secundaria a base de manganeso (Mn) diseñada sobre la capa precedente a base de cromo (Cr) a ~720 mV sobre la capa pasiva única a base de Cr2O3.
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Dado que el consenso general es que el Mn reduce la capacidad del acero inoxidable para resistir la corrosión, los científicos no aceptaron de entrada el nuevo papel del material.
Esto se debe a que el descubrimiento de la pasivación basada en el Mn es contraintuitivo y desafía la comprensión convencional de la ciencia de la corrosión.
“Sin embargo, cuando se presentaron numerosos resultados a nivel atómico, nos convencimos. Más allá de nuestra sorpresa, estamos impacientes por explotar el mecanismo”, afirma el Dr. Kaiping Yu, primer autor del artículo, cuyo doctorado supervisa el profesor Huang.
Reducir 40 veces el coste de producción
En la actualidad, el coste total de un sistema de electrolisis PEM de 10 megavatios se estima en 17,8 millones de dólares de Hong Kong (2,8 millones de dólares), de los cuales hasta el 53% se atribuye a los componentes estructurales.
Gracias a la innovación del grupo de Huang, ahora puede utilizarse acero en lugar de elementos estructurales tradicionales tan caros como el oro (Au) y el platino (Pt).
Según las estimaciones, el acero inoxidable para hidrógeno (SS-H2) reducirá aproximadamente 40 veces el coste de los materiales estructurales.
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“De los materiales experimentales a los productos reales, como mallas y espumas, para electrolizadores de agua, aún quedan tareas difíciles. Actualmente, hemos dado un gran paso hacia la industrialización”.
“Se han producido toneladas de alambre a base de SS-H2 en colaboración con una fábrica de China continental. Estamos avanzando en la aplicación del SS-H2, más económico, en la producción de hidrógeno a partir de fuentes renovables”, explicó Huang.
El equipo del investigador también está detrás del desarrollo del acero inoxidable anti-COVID-19, presentado por primera vez en 2021, y del superacero ultrarresistente y ultraresistente, diseñados en 2017 y 2020, respectivamente.
Noticia tomada de: Interesting Engineering / Traducción libre del inglés por World Energy Trade
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