香港大学机械工程系黄明欣教授领导的“超级钢”研发取得重大突破，研发“制氢用不锈钢”超级钢材，其耐盐水腐蚀和制氢表现，远优于传统及商业用不锈钢。

目前工业制氢主要利用碱性或中性（弱酸性）溶液，海水作为制氢来源，一般需经过淡化，电解槽的结构部件通常采用镀金或铂的纯钛材料，成本昂贵。团队研发的“制氢用不锈钢”可在盐水中直接产氢，也可替换纯钛结构部件，使得结构部件成本便宜数十倍，为海水制氢技术提供可行并具有经济效益的潜在解决方案。

研究成果发表于《今日材料》（Materials Today）发表，题为“A sequential dual-passivation strategy for designing stainless steel used above water oxidation”。

目前铬基不锈钢防腐蚀的标杆是254SMO超级奥氏体不锈钢，其在海水中具有优异的抗腐蚀能力；然而，过钝化腐蚀限制了其在更高电位下的应用。（不锈钢过钝化通常发生在~1000mVv.s.SCE，低于电解水制氢的~1600mV。）

其团队所采用的“连续双钝化”策略，开发了具有优于传统单层钝化膜不锈钢耐腐蚀性的双钝化不锈钢，该新型不锈钢在铬基钝化膜基础长形成了一层全新的锰基钝化膜，这种铬锰双钝化组合可保护新型不锈钢在氯化物介质中耐腐蚀至1700mV。

与当前腐蚀主要关注自然电位下的腐蚀不同，其团队专注于开发耐高电位腐蚀合金，“连续双钝化”克服了传统不锈钢的热力学局限性，提供了一种适用于耐电位合金开发的范例。

【文献分享】

Mn-SS含锰不锈钢化学成分为Fe-20.73Cr-20.2Co-17.7Mn-1.7Si,wt%，面心立方结构（图1c）。

图1：Mn-SS和254SMO的耐腐蚀行为研究，如下：

a）3.5wt%NaCl溶液中的动电位极化试验（PDP test）；

b）极化试验在电流密度1mA/cm2时停止，通过SEM检查试样表面形貌，在1130mV时254SMO钝化膜已损伤，在1260mV时Mn-SS依旧可见试样制备的磨抛痕迹；

d）暴露面积~3.2cm2焊接Mn-SS试样的动电位极化PDP试验；

e）动电位极化实验d用溶液的电感耦合等离子质谱（ICP-MS）测试结果曲线；

f）动电位极化试验d用溶液的原位照片（~1800mV时，溶液变为粉色）；

g）动电位极化试验d用溶液紫外可见光谱图（UV-vis spectra)（取样间隔100mV）；

图2，Mn-SS在400和850mV下钝化膜的结构和组成研究，如下：

a)和b）原子尺度HAADF STEM图像和EDS能谱图（HAADF STEM，high-angle annular dark-field scanning transmission electron microscopy，高角度环形暗场扫描透射电子显微镜);

c)和d） 3D-APT图谱（3D-APT，three-dimensional atom probe tomography三维原子探针层析成像技术）；

e）和f）Mn含量在不同深度的分布曲线（分别通过STEM-EDS和3D-APT获取）；

图3，动电位极化试验中Cr和Mn的化学态研究，如下：

a）~d）XPS化合态分析；

图4，双钝化机制及耐腐蚀性提高研究，如下：