Journal of the Korean Electrochemical Society (전기화학회지)

The Korean Electrochemical Society (한국전기화학회)
권호 표지
DOI QR코드

DOI QR Code

Electrochemical Corrosion Characteristics of AISI-type 316 L Stainless Steel in Anode-Gas Environment of MCFC

용융탄산염 연료전지의 Anode가스 분위기에서 AISI-type 316L stainless steel의 전기화학적 부식 특성

  • Lee, Kab-Soo (Department of Environmental & Civil Engineering, Kimpo College) ;
  • Lim, Tae-Hoon (Fuel Cell Research Center, Korea Institute of Science and Technology) ;
  • Hong, Seong-Ahn (Fuel Cell Research Center, Korea Institute of Science and Technology) ;
  • Kim, Hwa-Yong (School of Chemical Engineering, Seoul National University)
  • 이갑수 (김포대학 환경토목과) ;
  • 임태훈 (한국과학기술연구원 연료전지연구센터) ;
  • 홍성안 (한국과학기술연구원 연료전지연구센터) ;
  • 김화용 (서울대학교 응용화학부)
  • Published : 2002.05.01
Download PDF
⟨ Previous Next ⟩

Abstract

The corrosion of the metallic cell components is blown to be one of the major reason f3r the performance degradation and subsequently the life-time limitation of the MCFC. To elucidate the corrosion phenomena, a corrosion study with the AISI-type 316L stainless steel, the most widely used separator material, in 621Li/38K carbonate eutectic melt was carried out. Corrosion phenomena in an MCFC were observed to differ from one location to another due to different environmental condition. The stability of passive film was found to be responsible fur the variations in corrosion phenomena. According to the potentiodynamic analysis, the passive film formed in anode-gas environment was less stable than in cathode-gas environment. The potentiostatic method combined with XRD analysis in addition to the cyclicvoltammetry was conducted to get an insight on variety corrosion reaction of AISI-type 316L stainless steel in a carbonate melt.

용융탄산염 연료전지의 성능 저하와 수명 감소의 원인이 되는 부식 현상을 규명하고자 분리판 재료로 가장 널리 사용되고 있는 AISI-type 316L stainless steel을 대상으로 62Li/38K계 용융탄산염 내에서의 부식 실험을 수행하였다. 부식의 형태 및 속도는 환경에 의하여 다양하게 변화하게 되며, 용융탄산염 내에서 AISI-type 316L stainless steel의 부식 속도는 부식 반응에 의하여 형성되는 부동태 산화막의 안정성에 의하여 크게 영향을 받는다. 전기화학적 분극 거동을 분석한 결과 용융탄산염 연료전지의 anode가슨 분위기에서는 안정한 부동태 산화막이 형성되지 않았다. 순환 전압전류법과 정전위법을 이용한 부식 생성물의 X-ray분석을 통하여 특정한 전기화학적 전위 영역에서 반응기구와의 인과관계를 규명하고 다양한 형태의 부식 반응들을 분리해 내었다.

Keywords

References

  1. C. Berger, 'Handbook of Fuel Cell Technology', Prentice-Hall, NJ (1968)
  2. D. Linden, 'Handbook of Batteries and Fuet Cetts', McGraw-Hill, NY (1984)
  3. K. Kinoshita, F. R. McLamon and E. J. Caims, 'Fuel Cells A Handbook', Lawrence Berkeley Laboratory, CA (1988)
  4. R. B. Swaroop, J. W. Sim and K. Kinoshita, J. Electrochem. Soc., 125, 1799 (1978)
  5. R. A. Donado, L. G. Marianowski, H. C. Maru and J. R. Selman, J. Electrochem. Soc., 131, 2535 (1984) https://doi.org/10.1149/1.2115354
  6. H. S. Hsu and J. H. DeVan, J. Electrochem. Soc., 133, 2077 (1986) https://doi.org/10.1149/1.2108343
  7. H. S. Hsu, J. H. DeVan and M. Howell, J. Electmchem. Soc., 134, 2146 (1987) https://doi.org/10.1149/1.2100840
  8. H. S. Hsu and J. H. DeVan, J. Electrochem. Soc., 134, 3038 (1987) https://doi.org/10.1149/1.2100336
  9. J. P. T. Vossen, L. Plomp and J. H. W. de Wit, J. Electrochem. Soc., 141, 3040 (1994) https://doi.org/10.1149/1.2059276
  10. J. P. T. Vossen, R. C. Makkus and J. H. W. de Wit, J. Electrochem. Soc., 143, 66 (1996) https://doi.org/10.1149/1.1836388
  11. J. P. T. Vossen, L. PlomP, J. H. W. de Wt, Proceedings of the Symposium in MoIten Carbonate Fuel Cell Technohgy, The Electiochemical Society, Pennington, NJ, 278 (1993)
  12. D. A. Shores and P. Singh, Proceedings ofthe Symposium in Molten Carbonate Fuel Cell Technohgy, The Electrochemical Society, Pennington, NJ, 271 (1984)198
  13. J. P. T. Vossen, L. PlomP, J. H. W. de Wit and G. Rietveld, J. Electrochem. Soc., 142, 3327 (1995) https://doi.org/10.1149/1.2049983
  14. J. P. T. Vossen, A. H. H. Janssen and J. H. W. de Wit, J. Electrochem. Soc., 143, 58 (1996) https://doi.org/10.1149/1.1836387
  15. C. Yuh, R. Jonsen, M. Farooque and H. Maru, Proceedings of the Symposium in Molten Carbonate Fuel Cell Technology, The Electrochemical Society, Pennington, NJ (1993)
  16. A. J. Sedriks, 'Corrosion of Staintess Steels', John Wiley & Sons, NY (1979)
  17. M. G. Fontana, 'Convsion Engineering', 3rd ed., McGraw-Hill, NY, p. 78 (1986)
  18. Yamamoto and S. Takahashi, Proceedings of the Symposium in Molten Carbonate Fuel Cell Technohgy, The Electrochemical Society, Pennington, NJ, 181 (1984)
  19. K. S. Lee, K. Cho. T. H. Lim, S.-A. Hong and H. Kirn, J. Power Sources, 83, 32 (1999) https://doi.org/10.1016/S0378-7753(99)00245-1
  20. 이갑수, 임태훈, 남석우, 오인환, 홍성안, 화학공학의 이론과 응용, 4, 3577 (1998)
  21. 이갑수, 홍명자, 임태훈, 홍성안, 김화용, 화학공학의 이론과 응용, 4, 3573 (1998)
  22. H. Yokokawa, N. Sakai, T. Kawada, M. Dokiya and K. Ota, J. Electrochem. Soc., 140, 3565 (1993) https://doi.org/10.1149/1.2221127