Fém/elektrolitoldatok határfelülete magas hőmérsékleten = Metal/electrolyte solution interface at high temperatures

Nagy, Gábor Mihály and Horváth, Ákos and Kerner, Zsolt Gábor and Schiller, Róbert (2009) Fém/elektrolitoldatok határfelülete magas hőmérsékleten = Metal/electrolyte solution interface at high temperatures. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 49202_ZJ1.pdf Download (710kB)

Abstract

Munkánk célja magas hőmérsékletű elektrokémiai rendszerek tulajdonságainak meghatározása volt, amit elektrokémiai mérések, analitikus számítások és számítógépes szimulációk segítségével kívántuk megvalósítani. A hőmérsékletfüggő mérésekhez szükséges autoklávot átalakítottuk és a szuperkritikus vízben történt méréseinkhez megépítettünk egy 25 MPa nyomás és 500 C hőmérséklet elérését lehetővé tevő kísérleti eszközt. Méréseket végeztünk arany és platina elektródokon a kettősréteg hőmérsékletfüggő tulajdonságainak megismerésére, illetve a határfelületi hidrogén- és oxigénfejlődési kinetika hőmérsékletfüggésének vizsgálatára. Vizsgálatuk rozsdamentes acélokon lejátszódó határfelületi folyamatok kinetikáját és mechanizmusát. Szuperkritkus körülmények között meghatároztuk néhány rozsdamentes acéltípus korrózióállóságát. Méréssorozatot indítottunk a Zr-1%Nb ötvözet lokális korróziós tulajdonságainak meghatározására is. Vizsgáltuk különböző kationok és anionok adszorpciójának hőmérsékletfüggését is a 20 - 80 C-os hőmérséklet-tartományban. A kettősréteg tulajdonságainak részletesebb megismerésére MD-szimulációkat végeztünk a 20 ?-320 C hőmérséklet-tartományban. A fémek felületén létrejövő passzív oxidrétegeknek az elektrokémiai jelenségekre gyakorolt hatását az általunk kidolgozott reakció gátolt diffúzió elméletével írtuk le. A lokális határfelületi elektrokémiai folyamatok megértéséhez és leírásához determinisztikus, véges elemes modellezési munkát kezdtünk. | The aim of our work was to determine and describe the properties of high temperature electochemical systems by electrochemical experiments, analytical models and numerical symulations. We developed further our experimental setup and designed a new autoclave for experiments in supercritcal water. This allowed us to work under a pressure of 25 MPa and temperature of 500 C. We performed experiments on gold and platinum electrodes to determine the properties of the double layer, and the temperature dependence of the kinetics of the hydrogen and oxygen evolution processes. We investigated the mechanism and kinetcis of interfacial processes on stainless steels. We determined the corrosion resistance of a set of selected stainless steels under supercritical conditions. We performed a series of measurements to understand the susceptibility of Zr-1%Nb towards localized corrosion. We determined the temperature dependence of certain anions and cations in the temperature range of 20 ? 80 ?C. To understand the properties of the double layer on the atomic level we performed a series of molecular dynamics simulations in the range of 20 ? 320 ?C. We described the role of the passive oxide layer in the electrochemical processes by the theory of the reaction limited diffusion. We started deterministic, finite element modelling to describe and understand the elementary electrochemical processes in the double layer.

Actions (login required)

Edit Item