香港大学(HKU)机械工程系黄明新教授领导的研究项目在传统不锈钢方面取得突破，开发出氢用不锈钢(SS-H2)。

这是黄教授团队继2021年研制出抗不锈钢、2017年和2020年分别研制出超强超韧超级钢后，“超级钢”项目取得的又一重大成果。

该团队开发的新型钢材具有高耐腐蚀性，使其能够应用于从海水中生产绿色氢气，而一种新颖的可持续解决方案仍在酝酿之中。

新钢在盐水电解槽中的性能可与目前使用钛作为结构部件从淡化海水或酸中生产氢气的工业实践相媲美，而新钢的成本要便宜得多。

这一发现已发表在《今日材料》杂志上，题为“用于设计用于水氧化之上的不锈钢的顺序双钝化策略”的论文。该研究成果目前正在多个国家申请专利，其中两项已获得授权。

自一个世纪前被发现以来，不锈钢一直是广泛应用于腐蚀环境的重要材料。铬是建立不锈钢耐腐蚀性的重要元素。钝化膜是通过铬(Cr)的氧化而生成的，可在自然环境中保护不锈钢。不幸的是，这种基于铬的传统单钝化机制阻碍了不锈钢的进一步发展。

由于稳定的Cr2O3进一步氧化成可溶性Cr(VI)物质，传统不锈钢在~1000mV(饱和甘汞电极，SCE)时不可避免地发生跨钝性腐蚀，该电压低于水氧化所需的电位~1600毫伏。

例如，254SMO超级不锈钢是铬基防腐合金的标杆，在海水中具有优异的抗点蚀能力;然而，跨钝化腐蚀限制了其在更高电位下的应用。

黄教授的研究团队采用“序贯双钝化”策略，开发出具有优异耐腐蚀性的新型SS-H2。除了单个Cr2O3基钝化层之外，在约720mV的电压下，在前面的Cr基层上还会形成第二个Mn基层。顺序双钝化机制可防止SS-H2在氯化物介质中腐蚀至1700mV的超高电位。SS-H2展示了对传统不锈钢的根本性突破。

“最初，我们并不相信这一点，因为普遍的观点认为锰会损害不锈钢的耐腐蚀性。锰基钝化是一个违反直觉的发现，目前的腐蚀科学知识无法解释它。然而，当大量原子“论文的第一作者、博士生于凯平博士说：“我们已经给出了水平水平的结果，我们对此深信不疑。除了惊讶之外，我们还迫不及待地想要利用这一机制。由黄教授指导。

从最初发现创新不锈钢，到实现科学认识的突破，再到最终准备正式发表并有望实现工业应用，团队投入了近六年的时间。

“与当前腐蚀界主要关注自然电位下的电阻不同，我们专注于开发高电位合金。我们的策略克服了传统不锈钢的根本局限性，建立了适用于高电位的合金开发范例.这一突破令人兴奋，并带来了新的应用。”黄教授说道。

目前，对于淡化海水或酸性溶液中的水电解槽，结构部件需要昂贵的金或铂镀钛。例如，现阶段10兆瓦质子交换膜电解槽系统的总成本约为1,780万港元，其中结构件占总成本高达53%。

黄教授团队取得的突破使得用更经济的钢材取代这些昂贵的结构部件成为可能。据测算，SS-H2的使用有望使结构材料成本降低40倍左右，具有广阔的工业应用前景。

“从实验材料到水电解槽的网格和泡沫等实际产品，手头的任务仍然充满挑战。目前，我们已经向工业化迈出了步。合作生产了数吨SS-H2基线材黄教授补充道：“我们与内地的工厂合作。我们正致力于将更经济的SS-H2应用于可再生能源制氢。”