Polscy naukowcy opracowali nową metodę wytwarzania stopów wolframu. Pozwoli ona opracować tańsze ogniwa paliwowe i wytrzymalsze narzędzia

Naukowcy z Uniwersytetu Warszawskiego wykorzystali technologię galwanizacji do opracowania niespotykanych dotychczas stopów wolframu. Nowe materiały mogą wyprzeć ich kancerogenne odpowiedniki, przyczynić się do powstania innowacyjnych ogniw paliwowych oraz narzędzi nowej generacji o zwiększonej wytrzymałości, przystosowanych do pracy w ekstremalnych warunkach.

– Wolfram jest ciekawym przypadkiem metalu, którego nie da się wydzielić jako czystego metalu, można wytwarzać tylko jego stopy. Zanim zacząłem się zajmować swoimi badaniami, wydawało się, że istnieją trzy dwuskładnikowe stopy, a w trakcie badań udało się udowodnić występowanie czwartej klasy. Te materiały nie powstają w procesach hutniczych, da się je wytworzyć jako powłoki w procesie elektroosadzania – mówi agencji informacyjnej Newseria Innowacje Paweł Bącal, założyciel Inelco.

Za odnalezienie nowego stopu wolframu odpowiadają naukowcy z Wydziału Chemii Uniwersytetu Warszawskiego, którzy odkryli go podczas eksperymentów z technologią galwanizacji powłok metalowych. W trakcie badań laboratoryjnych dowiedziono, że stop wolframowy można uzyskać nie tylko w wyniku reakcji z cząsteczkami niklu, żelaza bądź kobaltu, lecz także przy obecności miedzi.

Odkrycie zaowocowało powołaniem do życia spółki spin-off Inelco wyspecjalizowanej w produkcji nowatorskich stopów metali. Start-up pokłada duże nadzieje w wykorzystaniu galwanizowanego wolframu do produkcji ogniw paliwowych nowych generacji, które nie będą bazowały na metalach szlachetnych. Dzięki temu koszt ich produkcji znacząco spadnie, a co za tym idzie, ich wdrożenie na rynek będzie znacznie przystępniejsze.

– Powłoki wolframowe były pomyślane jako powłoki antykorozyjne i dekoracyjne, a teraz wygląda na to, że będą świetną platformą do stworzenia materiałów do ogniw paliwowych, zarówno do wydzielania gazów, jak i do zbierania prądu do kolektorów ładunku. Cechują się wysoką odpornością na agresywne warunki, w których będą pracowały ogniwa do kontaktów elektrycznych. Czyli do miejsca, gdzie będzie następowała zmiana z energii chemicznej na energię elektryczną – wyjaśnia ekspert.

Warto zauważyć, że nie tylko Inelco doceniło potencjał wolframu w branży energetycznej. Amerykańska firma Xtalic Corporation wykorzystała ten pierwiastek w roli stabilizatora w procesie elektroosadzania stopów niklu (Xtronic) oraz srebra (Luna). Korporacja chce wykorzystywać autorskie stopy do produkcji przyłączy o zwiększonej żywotności na potrzeby produkcji systemów ładowania pojazdów elektrycznych.

Stopy od Inelco pozwolą również upowszechnić produkcję galwanizowanych powłok ochronnych, które będą bardziej przyjazne dla środowiska niż te stosowane dotychczas. Eksperymenty ze stopami wolframu uzyskanymi metodą elektroosadzania pozwoliły opracować ekologiczną alternatywę dla chromu. Nowy materiał ma podobne właściwości fizyczne, ale do jego produkcji nie są wykorzystywane toksyczne odczynniki, a co za tym idzie – są mniej szkodliwe dla środowiska.

Inżynierowie z Uniwersytetu Warszawskiego pracują także nad nowatorskimi narzędziami przeznaczonymi do pracy w trudnych warunkach. Dzięki procesowi galwanizacji zespołowi naukowców udało się wypracować stop do utwardzania powierzchni narzędzi narażonych m.in. na duże naprężenia.

– Nie istnieje nowoczesna branża przemysłu, w której nie wykorzystuje się materiałów wytwarzanych na drodze elektroosadzania. Znajdują one zastosowanie praktycznie wszędzie, ale nie możemy dłużej stosować wszystkich rozwiązań, które były znane od początku tych technik. Część z nich wiąże się z produkcją dużej ilości odpadów, kancerogenów albo z dużą konsumpcją energii. Takich procesów nie możemy dłużej prowadzić, musimy szukać alternatyw. I tutaj pojawiają się elektroosadzane stopy wolframu, które nie ustępują właściwościami mechanicznymi i wyglądem takim powłokom, a nie zawierają w swoim składzie komponentów, o których wiemy, że mogą wpływać na nasze życie – podsumowuje Paweł Bącal.

Według firmy badawczej KBV Research wartość globalnego rynku powłok ze stopów metali do 2025 roku wzrośnie do 13,6 mld dol. W najbliższych latach ma  się rozwijać w tempie 5,13 proc. w skali roku.