Тъй като фокусът върху намаляването на емисиите на въглероден диоксид се увеличава в различни индустрии по света, усилията за предотвратяване на изтичането на въглероден диоксид в атмосферата чрез изолирането му се превърнаха в обект на голям интерес. Тези техники са известни като улавяне и съхранение на въглерод (CCS). Например, съоръжението Quest Carbon Capture and Storage (CCS) близо до Едмънтън, Албърта, Канада, е уловило и запечатало повече от 6,8 милиона тона въглероден диоксид, откакто е открито в края на 2015 г., и го е съхранявало безопасно на 2 километра под земята. Материалите, генерирани от корозия, и правилният избор на материал за оборудване са ключови за безопасната, надеждна и икономична работа на CCS инфраструктурата. Околната среда с ниска температура и свободната вода, получена по време на много процеси на CCS, могат да създадат киселинни условия, които могат да доведат до корозия на оборудването за обработка. Поради тази причина за производството на такова оборудване се предпочитат никел-съдържащи неръждаеми стомани и никелови сплави с по-високи нива на устойчивост на корозия.
Въглеродът, уловен от газове, обикновено идва от процеси на горене и съдържа високи нива на влага. Процесите на улавяне и секвестиране се извършват или при влажни и киселинни условия, или изискват предварително изсушаване за улавяне на въглеродния диоксид, или могат да се извършват при високи температури и при тежки условия. В допълнение, транспортирането на въглероден диоксид от улавяне до подземно съхранение се извършва главно чрез тръбопровод, корабоплаване, камиони и железопътен транспорт и въглеродният диоксид трябва да бъде втечнен, преди да бъде транспортиран до мястото за съхранение. Оборудването, използвано за транспортиране на въглерод от улавяне до подземно съхранение, обикновено е изработено от нисколегирана стомана, съдържаща никел, неръждаема стомана или никелови сплави.
Въглеродният диоксид, инжектиран в подземните хранилища, обикновено е сух и не е корозивен. Проектирането на кладенеца трябва да вземе предвид риска от корозия в кисела среда по време на живота на кладенеца. Данните за проектиране на кладенци от САЩ и ЕС показват, че никел-съдържащите неръждаеми стомани и никелови сплави обикновено се използват за производство на критична инфраструктура за кладенци, където има риск от корозия. В момента Съединените щати са разработили ясни насоки за проектиране и изграждане на кладенци за инжектиране на CO2, които подчертават значението на никела като материал за оборудване за подземно съхранение на CO2.
В допълнение, Международната асоциация за характеристики и защита на материалите (AMPP) разработва насоки за избор на материали и контрол на корозията за транспортиране и инжектиране на CO2, идентифицирайки никел-съдържащите материали като предпочитан избор за производство на оборудване. Това предполага, че никелът ще играе важна роля в нулевите нетни емисии на парникови газове за известно време.
В какви конкретни стъпки в процеса на CCS никелът играе жизненоважна роля? Възстановяване на въглероден диоксид от димния газ на електроцентрали, работещи с въглища, който е замърсен със серен диоксид и вода и произвежда киселинни кондензати, които могат да корозират въглеродната стомана; абсорбцията на въглероден диоксид от газовите потоци от течни разтворители (напр. амини), което може да доведе до киселинни корозивни условия в абсорбера на въглероден диоксид, системите за обработка на течни амини и в съдовете на стрипперите за пари, където се освобождава чистият въглероден диоксид; и системите за възстановяване на твърди абсорбенти, като температурно-променлива адсорбция (TSA), които също премахват въглеродния диоксид от газовия поток чрез взаимодействие с абсорбента, процес, който включва влажни условия с температури, вариращи между 40 градуса и 100 градуса, където може да се образува въглеродна киселина, така че основната рискова стъпка е изсушаването. За всички тези процеси се препоръчва използването на аустенитна никел-съдържаща неръждаема стомана, докато никел-съдържаща дуплексна неръждаема стомана е по-препоръчителна за вентилатори с предварително улавяне. В допълнение, иновативните процеси за използване и улавяне на CO2, като цикъла за производство на електроенергия Allam-Fetvedt, изискват CO2 турбини и горелки, изработени от никел-съдържащи сплави, топлообменници и високотемпературни тръби, свързващи двата компонента.
