阿尔伯塔大学（University of Alberta）的工程研究小组发现了一种新型涂层材料，有望用于氢燃烧发动机等高温应用领域。这种涂层由铝和镍等金属组成的新型超级合金制成，新材料被称为复合浓缩合金，非常适合用于必须耐高温的表面涂层，如燃气轮机、发电站、汽车和飞机发动机。新开发的AlCrTiVNi5合金具有卓越的热机械性能，包括高稳定性、低膨胀性、断裂容限以及强度和延展性的宝贵结合，这使其能够在高热高压环境中经受住考验。
项目主管、化学与材料工程系助理教授Jing Liu表示，与现有的用作高温应用涂层的商用合金相比，这种新型涂层材料的性能更胜一筹。事实证明，它对氢发动机的使用非常重要。氢被认为是最清洁的能源之一，因为它在燃烧或在燃料电池中使用时只产生水。它在加拿大和阿尔伯塔省的减排目标中发挥着重要作用，用途广泛，包括运输、家庭取暖和重工业。
但是，采用氢气的挑战之一是其燃烧温度很高，从600摄氏度到1500摄氏度不等。这些极端温度意味着任何参与氢燃烧的机械部件都必须能够承受高温，并能抵御蒸汽的腐蚀。Jing Liu教授表示，如果想使用100%的氢燃料燃烧发动机，火焰温度就会非常高。到目前为止，现有的金属涂层都无法在100%的氢燃料燃烧发动机中发挥作用。
目前，商业应用中的大多数氢燃料发动机都使用混合燃料，例如天然气和氢气，或柴油和氢气，但随着越来越多的行业将氢气作为主要燃料来源，Jing Liu教授认为有必要为完全氢燃料发动机的超高温条件做好准备。随着向100%氢燃料发动机迈进，我们想知道哪些合金能够承受这种条件。现有的合金都无法承受，但我们从这些失败中获得了宝贵的启示。
研究团队确定了每种现有市售合金的优缺点，然后利用理论模拟确定了可能具有他们所寻找的强度和耐用性的新组合，利用计算机建模了解每种潜在新合金的特性。通过模拟和计算来了解如果改变成分，物质和环境之间的界面会发生怎样的变化。
在确定了AlCrTiVNi5之后，研究小组对这种新型合金进行了与现有商用合金相同的高温测试。所有现有合金在高温腐蚀环境中经过24小时或更短时间后都失效了，但这种新型复合浓缩合金经受住了挑战。
虽然这种新型合金有望承受高比例氢燃烧发动机的热量，但在广泛采用之前还需要进一步的研究，它为新的可能性打开了大门，有望推动加拿大氢经济的发展。这项题为“从阀金属基复合浓缩合金中热生长出的新型熵稳定氧化物涂层”的研究已经发表在《今日材料》（Materials Today）上。