盖世汽车讯 据外媒报道，阿尔伯塔大学（University of Alberta）的研究团队发现了一种新型涂层材料，有望用于氢内燃机等高温应用。

（图片来源：sciencedirect）

该涂层由铝和镍等金属组成的新型超合金制成。这种新材料被称为复杂浓缩合金（complex concentrated alloy），非常适合涂覆需要承受高温的表面，例如燃气轮机、发电站、汽车和飞机的发动机。新开发的AlCrTiVNi5合金具有优异的热机械性能，包括高稳定性、低膨胀、抗断裂性，以及有价值的强度和延展性组合，这使其能够承受高温和高压环境的考验。

研究人员表示，与目前用于高温应用的商用合金涂层相比，这种新型涂层材料的性能要优于其他各种材料。这可能对氢发动机应用具有重要意义。

氢被视为最清洁的能源之一，因其燃烧或在燃料电池中使用时只产生水。但氢应用的一大挑战在于燃烧温度高，达到600-1500℃。这意味着参与氢气燃烧的不同机械部件都必须能够承受高温和抵抗蒸汽腐蚀。项目监督、化学与材料工程系助理教授Jing Liu表示：“如果你想使用100%氢燃料内燃机，火焰的温度是非常高的。到目前为止，现有金属涂层都无法在100%的氢内燃机上发挥作用。”

目前，大多数商业应用中的氢内燃机都采用混合燃料（例如天然气和氢气，或柴油和氢气）。但随着越来越多的行业开始采用氢气作为主要燃料来源，研究人员认为，这需要做好相关准备，以满足全氢燃料发动机的超高温条件。Liu表示：“随着行业向100%氢内燃机迈进，我们想知道哪些合金能够承受这些条件。现有合金均无法做到这一点，但我们从这些失败中获得了宝贵的见解。”

该团队确定了每种现有商用合金的优缺点，然后利用理论模拟来确定可能具有所需强度和耐用性的潜在新组合。该团队与工程学院的Hao Zhang等同事合作，利用计算机建模来了解每种潜在新合金的特性。Zhang表示：“研究人员了解这些物质在升温时会如何反应。因此，我们通过模拟和计算来了解，当改变成分时物质和环境之间的界面会如何变化。”

该团队发现了AlCrTiVNi5，然后对这种新合金进行了与现有商用合金相同的高温测试。在高温腐蚀环境中，所有现有合金经过24小时或更短的时间就会失效，但这种新型复杂浓缩合金经受住了考验。Zhang表示：“研究人员在900摄氏度的腐蚀性环境中进行了长达100个小时的实验，它坚持了下来，这是一个很大的进步。”

这种新合金有望承受高百分比氢内燃机产生的热量。研究人员对其潜力持乐观态度，但在广泛采用之前还需要进行深入研究。Liu表示：“这种合金的性能优于目前市场上的其他各种合金，这有望实现新的可能性和促进氢经济发展。”