阿爾伯塔大學（University of Alberta）的工程研究小組發現了一種新型塗層材料，有望用于氫燃燒發動機等高溫應用領域。這種塗層由鋁和鎳等金屬組成的新型超級合金制成，新材料被稱為複合濃縮合金，非常适合用于必須耐高溫的表面塗層，如瓦斯輪機、發電站、汽車和飛機發動機。新開發的AlCrTiVNi5合金具有卓越的熱機械性能，包括高穩定性、低膨脹性、斷裂容限以及強度和延展性的寶貴結合，這使其能夠在高熱高壓環境中經受住考驗。
項目主管、化學與材料工程系助理教授Jing Liu表示，與現有的用作高溫應用塗層的商用合金相比，這種新型塗層材料的性能更勝一籌。事實證明，它對氫發動機的使用非常重要。氫被認為是最清潔的能源之一，因為它在燃燒或在燃料電池中使用時隻産生水。它在加拿大和阿爾伯塔省的減排目标中發揮着重要作用，用途廣泛，包括運輸、家庭取暖和重工業。
但是，采用氫氣的挑戰之一是其燃燒溫度很高，從600攝氏度到1500攝氏度不等。這些極端溫度意味着任何參與氫燃燒的機械部件都必須能夠承受高溫，并能抵禦蒸汽的腐蝕。Jing Liu教授表示，如果想使用100%的氫燃料燃燒發動機，火焰溫度就會非常高。到目前為止，現有的金屬塗層都無法在100%的氫燃料燃燒發動機中發揮作用。
目前，商業應用中的大多數氫燃料發動機都使用混合燃料，例如天然氣和氫氣，或柴油和氫氣，但随着越來越多的行業将氫氣作為主要燃料來源，Jing Liu教授認為有必要為完全氫燃料發動機的超高溫條件做好準備。随着向100%氫燃料發動機邁進，我們想知道哪些合金能夠承受這種條件。現有的合金都無法承受，但我們從這些失敗中獲得了寶貴的啟示。
研究團隊确定了每種現有市售合金的優缺點，然後利用理論模拟确定了可能具有他們所尋找的強度和耐用性的新組合，利用計算機模組化了解每種潛在新合金的特性。通過模拟和計算來了解如果改變成分，物質和環境之間的界面會發生怎樣的變化。
在确定了AlCrTiVNi5之後，研究小組對這種新型合金進行了與現有商用合金相同的高溫測試。所有現有合金在高溫腐蝕環境中經過24小時或更短時間後都失效了，但這種新型複合濃縮合金經受住了挑戰。
雖然這種新型合金有望承受高比例氫燃燒發動機的熱量，但在廣泛采用之前還需要進一步的研究，它為新的可能性打開了大門，有望推動加拿大氫經濟的發展。這項題為“從閥金屬基複合濃縮合金中熱生長出的新型熵穩定氧化物塗層”的研究已經發表在《今日材料》（Materials Today）上。