Alkaline water electrolysis is commercial hydrogen production technology. It is possible to operate MW scale plant. Because It used non-precious metal for electrode. But It has relatively low current density and low efficiency. In this study, research objective is development of anode for alkaline water electrolysis with low cost, high corrosion resistance and high efficiency. Stainless steel 316L (SUS 316L) was selected for a substrate of electrode. To improve corrosion resistance of substrate, Nickel (Ni) layer was electrodeposited on SUS 316L. Ni-Fe alloy was electrodeposited on the passivated Ni layer as active catalyst for oxygen evolution reaction(OER). We optimized preparation condition of Ni-Fe alloy electrodeposition by changing current density, electrodeposition time and composition ratio of Ni-Fe electrodeposition bath. This electrodes were electrochemically evaluated by using Linear sweep voltammetry (LSV) and Cyclic voltammetry (CV). The Ni-Fe alloy (Ni : Fe = 1 : 1) showed best activity of OER. The optimized electrode decreased overpotential about 40% at $100mA/cm^2$ compared with Ni anode.
The high alkaline property in the concrete pore solution protects the embedded steel in concrete from corrosion due to aggressive ions attack. However, a continuous supply of those ions, in particular, chlorides altogether with a pH fall in electrochemical reaction on the steel surface eventually depassivate the steel to corrode. To mitigate chloride-induced corrosion in concrete structures, finely grained mineral admixtures, for example, pulverized fuel ash (PFA), ground granulated blast furnace slag (GGBS) and silica fume (SF) have been often advised to replace ordinary Portland cement (OPC) partially as binder. A consistent assessment of those partial replacements has been rarely performed with respect to the resistance of each binder to corrosion, although the studies for each binder were extensively looked into in a way of measuring the corrosion rate, influence of microstructure or chemistry of chlorides ions with cement hydrations. The paper studies the behavior of steel corrosion, chloride transport, pore structure and buffering capacity of those cementitious binders. The corrosion rate of steel in mortars of OPC, 30% PFA, 60% GGBS and 10% SF respectively, with chloride in cast ranging from 0.0 to 3.0% by weight of binder was measured at 7, 28 and 150 days to determine the chloride threshold level and the rate of corrosion propagation, using the anodic polarization technique. Mercury intrusion porosimetry was also applied to cement pastes of each binder at 7 and 28 days to ensure the development of pore structure. Finally, the release rate of bound chlorides (i.e. buffering capacity) was measured at 150 days. The chloride threshold level was determined assuming that the corrosion rate is beyond 1-2 mA/$m^3$ at corrosion and the order of the level was OPC > 10% SF > 60% GGBS > 30% PFA. Mercury intrusion porosimetry showed that 10% SF paste produced the most dense pore structure, followed by 60% GGBS, 30% PFA and OPC pastes, respectively. It was found that OPC itself is beneficial in resisting to corrosion initiation, but use of pozzolanic materials as binders shows more resistance to chloride transport into concrete, thus delay the onset of corrosion.
본 연구에서는 순환유동층 보일러 과열기 튜브의 부식 원인물질을 규명하여, 부식방지를 위한 방안을 모색하고자 하였다. 연료, 과열기 튜브 부식부위, 과열기 튜브에 부착된 재 및 보일러 재를 채취하여 성분분석을 수행하였다. 과열기 튜브 부식부위에서 산화로 인한 O성분이 함유되어 있는 것을 확인하였다. 과열기 튜브 부착 재 및 보일러 재에서 6.1% 및 4.3%의 Cl이 분석되었으며, 이는 설계값의 약 14-20배 정도 높은 수치이다. 또한 알칼리 금속물질(K, Na, Ca)의 함량이 매우 높게 분석되었다. XRF 데이터를 이용하여 보일러에서 재의 슬래깅과 파울링에 대한 영향을 예측하였다. Basicity는 과열기 튜브 부착 재 및 보일러 재에서 각각 3.62 및 2.72로 산정되었으며, 설계값인 0.35에 비하여 높은 수치를 갖는 것으로 확인되었다.
Hwang, Seong Sik;Kim, Dong Jin;Kim, Joung Soo;Kim, Hong Pyo
Corrosion Science and Technology
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제5권3호
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pp.85-89
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2006
KAERI(Korea Atomic Energy Research Institute) has developed a repassivation rate test system which can be operated at $300^{\circ}C$. It consists of an autoclave, three electrodes for an electrochemical test and a diamond scratch tip. All the electrodes are electrically insulated from the autoclave by using high temperature fittings. Reproducible repassivation curves of alloy 600 at 300 C were obtained. Repassivation rate of alloy 600 at pH 13 was slower than that of pH 10. Stress corrosion cracking test was carried as a function of the pH at a high temperature. At pH 10, alloy 600 showed a severe stress corrosion cracking(SCC), whereas it did not show a SCC at pH 7. From the viewpoint of a relationship between the current density and the charge density, a big difference was observed in the two solutions; the slope of pH 13 was steeper than that of pH 10. So the stress corrosion susceptibility at pH 13 seems to be higher than that of pH 10. The system would be a good tool to evaluate the SCC susceptibility of alloy 600 at a high temperature.
The effect of potassium permanganate ($KMnO_4$) in an electrolyte on the corrosion performance of magnesium alloy coated by micro-arc oxidation (MAO) has been investigated in this study. For this purpose, MAO coating was carried out on the present sample under AC condition in an alkaline silicate electrolyte with and without $KMnO_4$. Irrespective of the addition of $KMnO_4$, it was found from structural observation that the ceramic coating layers consisted of inner and outer layers. In the sample processed in the electrolyte with $KMnO_4$, the outer layer became dense and even contained a number of $Mn_2O_3$ atoms, resulting in high corrosion resistance. Based on the results of a potentiodynamic polarization test, it was confirmed that the coating layer formed in the electrolyte with $KMnO_4$exhibited better corrosion resistance than that without $KMnO_4$. The high corrosion resistance of the MAO-treated magnesium alloy was explained in relation to the equivalent circuit model.
Pure iron, Fe-0.4, and 1.2 wt.%Cu alloys were examined by conducting the electrochemical techniques in the weakly alkaline solution, pH9, controlled by $Ca(OH)_2$, solution added with 0.02M NaCl. The $R_P$ measured from ac impedance, selected 10 kHz and 10mHz, in weakly alkaline solutions containing chloride ions indicated that the addition of copper up to 1.2wt.% into the pure iron significantly improved the pitting resistance of iron. In contrast to alloy, the pure iron showed the rapid pitting occurrences in drying period. During the drying period, the corrosion potential of pure iron was shifted to less noble value, pitting initiation.
Zn electrode is being widely used as an anode material in alkaline battery systems. However the corrosion resistance of Zn electrode in KOH electrolyte is very low. So, to improve the corrosion resistance of Zn electrode $Pb_3O_4$ was mixed to Zn material. And 5 wt.% Pb3O4 addition was most appropriate quantity.
This study examined the effect of environmental variables, such as the NaOH concentration and solution temperature, on the rate of hydrogen generation from NaOH solutions through the corrosion of used aluminum cans as a potential candidate material for the safe and economic production of hydrogen. Corrosion of the used aluminum cans was promoted by increasing the NaOH concentration and solution temperature because of the loss of aluminum passivity. The measured rate of hydrogen generation from the NaOH solutions increased with increasing NaOH concentration due to the catalytic activity of NaOH in the hydrolysis process. However, at higher solution temperatures, the rate of hydrogen generation rate was less affected by the NaOH concentration than that at lower temperature.
금속은 우리 인류 문화 발전에 많은 영향을 준 재료이며, 과거에서부터 현재까지 우리 생활에 밀접한 연관이 있는 재료이다. 선사시대부터 사용해온 금속의 종류는 다양하며 우리나라의 출토 금속 유물 중 철기유물이 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 출토 유물에서 전승 유물에 이르기까지 철기 유물들의 존재를 가장 크게 위협하는 것이 부식 진행 과정이며, 부식된 산화물을 제거하기 위해서는 현재 물리적인 제거 방법이 가장 많이 사용되고 있다. 본 논문은 부식 산화물을 제거하는 작업에 대한 내용으로 철기 유물 자체의 모재는 보호하면서 부식 산화물만을 처리하는 화학적 부식 산화물 제거제에 대하여 연구하고자 하였다. 철기 유물의 부식 산화물에 대한 보다 안전하고 효과적인 제거를 위해, 새로운 산성, 알칼리성, 중성의 산화물 제거제를 제조하고, 이의 조성을 다양하게 변화하면서 철기 유물의 부식 산화물 제거 가능성과 최적화된 조성을 찾는 것에 목표를 두고 실행하였으며 근대 유물에 적용하여 그 가능성까지를 검토하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 산성 처리 용액의 경우 철 시편 표면에 산화된 부식물은 일부만이 제거되는 결과를 나타내었다. 둘째, 알칼리성과 중성 처리 용액의 경우 검은색의 부식물이 남은 상태였으나 이는 처리 시간과 처리 용액의 양을 증가시키면 이들도 제거되는 결과를 나타내었다. 셋째, 이 세 종류 용액은 처리 시에 모두 모재 자체에 손상을 주지 않았으며 용액의 농도와 처리 시간의 조절만으로도 유물에 따른 상황 대처가 가능하여 모재나 안정화 부식층을 보호하면서 불안정한 산화물층만을 제거할 수 있는 결과를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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