香港大学团队研发不锈钢SS-H2，用锰基第二钝化层突破传统不锈钢在高压电位下的腐蚀极限，可耐受1700毫伏电位，有望替代电解水制氢设备中的钛部件，结构材料成本降约40倍。
香港大学机械工程系黄明心教授领导的团队开发出一种新型不锈钢，解决了传统不锈钢的一大局限，有望降低绿色氢气生产成本。这种名为SS-H2的钢材，专为耐受普通不锈钢无法承受的严酷腐蚀环境而设计，是其"超级钢"项目的最新成果。此前团队在在2017年和2020年开发过超强韧超级钢。
SS-H2的腐蚀抗性让它特别适合海水制绿氢的场景。电解水制氢时，设备要承受苛刻的化学和电学条件，尤其涉及盐分时。在盐水电解槽中，这种新钢材的性能可与目前用于海水淡化或酸性溶液制氢的钛结构件媲美，而成本低得多。成果发表在《今日材料》上，团队已在多国申请专利，两项已获授权。
不锈钢的耐腐蚀性主要来自铬。铬与环境反应，在表面形成一层薄薄的保护膜，阻止金属继续腐蚀。但传统不锈钢有硬伤：保护性的三氧化二铬会进一步氧化，生成可溶的六价铬，表面进入"过钝化腐蚀"状态。这一过程在约1000毫伏电位时就会发生，而电解必需的水氧化反应需要约1600毫伏的高电位。这个错配让传统不锈钢无法用于高压电化学应用，连以耐海水点蚀著称的254SMO超级不锈钢在电位足够高时也会失效。
黄明心团队的方案叫"顺序双钝化"。SS-H2不只依赖传统的铬氧化层，还会在其上形成第二层保护膜。这层膜基于锰，从约720毫伏开始形成。两层膜叠加，让钢材在富含氯离子的环境中耐受高达1700毫伏的电位。氯离子在海水中大量存在，对金属极具攻击性，容易造成局部腐蚀。突破1700毫伏意味着跨越了水氧化所需的电位门槛。
最出人意料的是锰的角色。传统观点认为锰损害不锈钢的耐腐蚀性。论文第一作者余开平博士说，起初团队自己都不相信，因为主流观点认为锰有害，锰基钝化是个反直觉的发现，现有腐蚀科学知识无法解释，但大量原子级证据呈现后他们信服了。
这项研究历时近六年。黄明心说，与当前腐蚀学界主要关注自然电位下的抗性不同，他们专攻高电位耐受合金，突破了传统不锈钢的根本局限。经济账更可观：一台10兆瓦的质子交换膜电解槽系统目前成本约1780万港元，其中结构件最高占53%，而这些部件要用镀金或镀铂的钛。研究团队估计，用SS-H2替代后，结构材料成本可降低约40倍。目前团队已与内地工厂合作生产出数吨级SS-H2丝材，正推动它在可再生能源制氢中的应用。
原文：https://www.sciencedaily.com/releases/2026/08/260811052717.htm