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成大研發「不氫鋼」解氫脆難題!氫能安全應用大躍進

成大材料系特聘教授洪飛義團隊建立全國少數能測試氫脆的實驗室。取自成大官網

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氫能是潔淨能源,發展過程安全性是重要瓶頸,國立成功大學13日宣布成功研發可抗氫穿隧攻擊不氫脆不鏽鋼416B的「不氫鋼」,也找到可銲接材料420L,申請專利中。

成大13日發布新聞稿指出,抗氫不鏽鋼的「不氫鋼」,由成大材料系特聘教授洪飛義團隊完成研發,未來若能被產業運用,將是氫能發展重要里程碑。

洪飛義表示,以水電解為氫及氧做為能源,沒有石化原料造成汙染與排碳,被視為未來世界最潔淨能源,但仍有許多問題待克服,其中「氫脆」可能引發重大安全問題,全球還沒有完全解決辦法。

洪飛義說,氫原子是極細原子,可穿隧任何材料,當被材料包覆時,氫與材料會產生氫化而脆裂,稱為氫脆,一旦儲槽或管線因氫脆而有裂縫,氫氣就會外洩,造成爆炸意外,全球各地曾有類似意外發生,讓人對氫能發展存有疑慮。

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洪飛義表示,各種不鏽鋼材中,過去認為309及316不鏽鋼具有優異耐腐蝕能力,被廣泛應用在酸鹼與熱環境,也被氫能產業運用,卻不能抵抗氫脆,也因強度及耐磨性不佳,若運用在氫能車上,一旦遭遇車禍,難以抵抗強力撞擊,氫脆後氫氣可能外洩爆炸。

洪飛義說,目前大多使用玻璃纖維做為儲存氫的材料,但玻璃纖維呈倒刺勾狀,一旦被人體吸到肺裡就出不來,容易致癌,也不是一種好材料,硬度也差,不耐撞擊。

洪飛義研究發現用於軍工產業的416不鏽鋼,相較於309與316,耐酸鹼腐蝕、不生鏽,強度與硬度更佳,具良好磁性串連電動形成不氫電磁鋼,熱處理後將原來等軸晶變成強韌針棒狀組織的416B,可抵抗氫穿隧,幾乎可完美應用於氫能發展,用來儲氫或做各式耐氫閥件、扣件。

此外,氫能設備管線需要銲接,銲接點更容易被氫攻擊,研發團隊也找到可銲接材料420L,避開氫攻擊。

圖/416B可抵抗氫穿隧,可用於儲氫裝置;焊接材料420L亦可避開氫攻擊。取自成大官網

經過測試,不氫鋼耐氫穿隧效果是其他工業級不鏽鋼1倍以上,強度與硬度高於傳統不鏽鋼,運用在氫能車上,不怕碰撞,不擔心氫脆;運用在氫氣燃料輸送管路,也能提高輸送效能與安全性。目前相關論文發表已完成,專利申請中。

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本文轉載自2025.02.13「中央社」,僅反映作者意見,不代表本社立場。

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