Desbloqueando el Valor del Ensamblaje de Conexión de Pilas de Celdas de Óxido Sólido JÜLICH al Final de su Vida Útil: Un Estudio Experimental y Termodinámico Combinado sobre la Reciclabilidad de Recursos Metálicos
Autores: Lastam, Jeraldine; Sergeev, Dmitry; Grüner, Daniel; Müller, Michael; Schwaiger, Ruth
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Estudio
Ensamblaje interconectado
Mallas de níquel
Aceros inoxidables
Oxidación
Cálculos termodinámicos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 3
Citaciones: Sin citaciones
El presente estudio proporciona información fundamental sobre la reciclabilidad de los recursos del ensamblaje de interconexión, es decir, el interconector de acero y las mallas de níquel, de un diseño de pila de celdas de óxido sólido JÜLICH de fin de vida. El interconector está compuesto de hierro, cromo y menos del 4 % en peso de otros elementos de aleación, principalmente cobalto y manganeso. Las composiciones mezcladas calculadas con las mallas de níquel revelaron su potencial como materia prima en la producción de aceros inoxidables 4xx, 2xx o 3xx. Se investigó el comportamiento de fusión del ensamblaje de interconexión bajo diferentes condiciones, es decir, en atmósferas inertes y oxidantes, con y sin la adición de fluxes formadores de escoria. Los resultados demostraron una oxidación preferencial del cromo en un estado trivalente dentro de la fase espinela cúbica estable. Finalmente, los resultados experimentales se compararon con los cálculos de equilibrio termodinámico basados en las bases de datos disponibles (FToxid, SGTE y SGPS) en el software FactSage 8.1. La tendencia calculada a oxidarse está en el orden de Cr > Mn > Fe > Co > Ni a P(O2) mayor que 10-10 bar, validando los resultados experimentales.
Descripción
El presente estudio proporciona información fundamental sobre la reciclabilidad de los recursos del ensamblaje de interconexión, es decir, el interconector de acero y las mallas de níquel, de un diseño de pila de celdas de óxido sólido JÜLICH de fin de vida. El interconector está compuesto de hierro, cromo y menos del 4 % en peso de otros elementos de aleación, principalmente cobalto y manganeso. Las composiciones mezcladas calculadas con las mallas de níquel revelaron su potencial como materia prima en la producción de aceros inoxidables 4xx, 2xx o 3xx. Se investigó el comportamiento de fusión del ensamblaje de interconexión bajo diferentes condiciones, es decir, en atmósferas inertes y oxidantes, con y sin la adición de fluxes formadores de escoria. Los resultados demostraron una oxidación preferencial del cromo en un estado trivalente dentro de la fase espinela cúbica estable. Finalmente, los resultados experimentales se compararon con los cálculos de equilibrio termodinámico basados en las bases de datos disponibles (FToxid, SGTE y SGPS) en el software FactSage 8.1. La tendencia calculada a oxidarse está en el orden de Cr > Mn > Fe > Co > Ni a P(O2) mayor que 10-10 bar, validando los resultados experimentales.