விலையுயர்ந்த டைட்டானியத்திற்குப் பதிலாகும் புதிய 'ஹைட்ரஜன் ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீல்' கலவை

ஹாங்காங் பல்கலைக்கழகத்தின் இயந்திரவியல் பொறியியல் துறையின் பேராசிரியர் மிங்க்சின் ஹுவாங் தலைமையிலான ஆராய்ச்சியாளர்கள் 'ஹைட்ரஜனுக்கான ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீல்' (SS-H2) என்ற புதிய கலவையை உருவாக்கியுள்ளனர். ஹைட்ரஜன் உற்பத்தி செய்யும் நீர் மின்பகுப்பாய்வு அமைப்புகளுக்குள் உள்ள கடுமையான அரிக்கும், அதிக மின்னழுத்த சூழலை இது தாங்கக்கூடியது. தற்போது ஹைட்ரஜன் உற்பத்தியில் பயன்படுத்தப்படும் விலையுயர்ந்த டைட்டானியப் பாகங்களில் சிலவற்றிற்குப் பதிலாக மலிவான எஃகை இந்தப் பொருள் மாற்றக்கூடும்.

நீர் மின்பகுப்பாய்வில், மின்சாரம் நீரைப் பிரித்து கேத்தோடில் ஹைட்ரஜனையும் ஆனோடில் ஆக்ஸிஜனையும் உருவாக்குகிறது. இந்த மின்சாரம் புதுப்பிக்கத்தக்க ஆதாரங்களிலிருந்து வந்தால், கிடைக்கும் ஹைட்ரஜனை 'பசுமை' ஹைட்ரஜன் என அழைக்கிறார்கள். கடல்நீர் ஏராளமாகக் கிடைப்பதாலும் நன்னீர் இருப்பைச் சேமிப்பதாலும் கவர்ச்சிகரமான நீர் ஆதாரமாக உள்ளது, ஆனால் அதன் உப்புத்தன்மை உலோகப் பாகங்களை, குறிப்பாக ஆக்ஸிஜன் உற்பத்தி செய்யும் ஆனோடு பக்கத்தில், கடுமையாக அரிக்கிறது. சாதாரண ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீலில் உள்ள குரோமியம் மெல்லிய, தானாக குணமடையும் பாதுகாப்பு ஆக்சைடு அடுக்கை உருவாக்குகிறது. இதனால் அது அரிமானத்தை எதிர்க்கிறது. ஆனால் சுமார் 1,000 மில்லிவோல்ட்டில், 'ட்ரான்ஸ்பாசிவ் அரிமானம்' எனப்படும் செயல்முறையில் அந்த அடுக்கு உடையக்கூடும். ஆராய்ச்சியாளர்களின் சோதனை நிலைமைகளில் நீர் ஆக்சிஜனேற்றம் நிகழும் சுமார் 1,600 மில்லிவோல்ட் அளவை எட்டுவதற்கு நீண்ட காலத்திற்கு முன்பே இது நடக்கிறது.

கடல்நீரின் உப்பு செறிவுக்கு நெருக்கமான 3.5% சோடியம் குளோரைடு கரைசலில் நடத்திய சோதனைகளில், புதிய SS-H2 கலவை சுமார் 1,700 மில்லிவோல்ட் வரை அரிமானத்தை எதிர்த்தது. 254SMO போன்ற மிகவும் அரிமான-எதிர்ப்பு சாதாரண ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீல்களே தோற்கும் அளவுக்கு இது சென்றது. இரும்புடன் அசாதாரணமாக அதிக அளவு குரோமியம், கோபால்ட், மாங்கனீஸ் கொண்ட இந்த கலவையின் அமைப்பு, முதலில் சாதாரண குரோமியம் அடிப்படையிலான பாதுகாப்பையே நம்பியிருக்கிறது. ஆனால் சுமார் 720 மில்லிவோல்ட்டில், குரோமியம் அடுக்கின் மேல் இரண்டாவது பாதுகாப்பு அடுக்கை மாங்கனீஸ் உருவாக்கத் தொடங்குகிறது — இதை 'தொடர் இரட்டை-செயலிழப்பாக்கம்' என குழு அழைக்கிறது.

மாங்கனீஸ் பாரம்பரியமாக ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீலின் அரிமான எதிர்ப்புக்கு தீங்கு விளைவிப்பதாகக் கருதப்படுவதால், இந்தக் கண்டுபிடிப்பு எதிர்பாராதது. 'ஆரம்பத்தில் நாங்கள் இதை நம்பவில்லை, ஏனெனில் மாங்கனீஸ் ஸ்டெயின்லெஸ் ஸ்டீலின் அரிமான எதிர்ப்பைப் பாதிக்கும் என்பதே பொதுவான கருத்து' என ஆய்வின் முதன்மை ஆசிரியர் கைபிங் யூ தெரிவித்தார். அணு அளவிலான பகுப்பாய்வு இறுதியில் இந்த விநோதமான நடத்தையை உறுதிசெய்தது. குழு இந்த கலவையை ஒரு உப்புநீர் மின்பகுப்பாய்வியிலும் சோதித்தது. இது டைட்டானிய கட்டமைப்புப் பொருட்களுக்கு ஒப்பிடத்தக்க செயல்திறனைக் காட்டியதாக தெரிவித்தது — டைட்டானியம் பொதுவாக அதன் அரிமான எதிர்ப்புத் தன்மைக்காகப் பயன்படுத்தப்பட்டாலும் எஃகை விட மிக அதிக விலை கொண்டது.