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Thermochemical reduction of iron oxide powders with hydrogen: Review of selected thermal analysis studies

Fradet, Quentin und kurnatowska, Michalina und Riedel, Uwe (2023) Thermochemical reduction of iron oxide powders with hydrogen: Review of selected thermal analysis studies. Thermochimica Acta, 726, Seite 179552. Elsevier. doi: 10.1016/j.tca.2023.179552. ISSN 0040-6031.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
1MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040603123001211?via%3Dihub

Kurzfassung

The reduction of iron oxide with hydrogen is a much-studied research topic, whose interest is growing even more with the emergence of new applications, for example the hydrogen-based direct reduction or for the production of a carbon-free chemical energy carrier. But the numerous works on this topic reveal the great disparity in the authors’ findings, especially regarding the reduction of powders. And while many authors point out this issue, no attempt has been made to converge towards a common understanding of this heterogeneous thermochemical conversion. The endeavor of the present review is to identify the points of consensus, and where discrepancies exist, to explain them. The first part starts with a revision of the latest recommendations on the thermodynamics of iron and its oxides, easing the further comprehension of the reduction process. Then, twelve publications meeting specific criteria on the sample type and reducing agents are systematically confronted. The types of experiments and major experimental conditions have been listed, leading to the identification of typical profiles. Furthermore, chemical pathways are proposed based on these observations and supported by various analytical measurements. Finally, the multiple mathematical approaches to derive kinetic models are compared and discussed. This present review points out the need for appropriate experimental conditions to derive the intrinsic chemistry of the reduction, such as the limitation of water vapor, and also emphasizes the need for more detailed chemical mechanisms.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/195544/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Thermochemical reduction of iron oxide powders with hydrogen: Review of selected thermal analysis studies
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Fradet, QuentinQuentin.Fradet (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4968-8494NICHT SPEZIFIZIERT
kurnatowska, MichalinaMichalina.Kurnatowska (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Riedel, UweUwe.Riedel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-8682-2192142537393
Datum:August 2023
Erschienen in:Thermochimica Acta
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:726
DOI:10.1016/j.tca.2023.179552
Seitenbereich:Seite 179552
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Androsch, ReneNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier
ISSN:0040-6031
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Iron oxide, Hydrogen reduction, Thermodynamics, Thermal analysis, Kinetic models
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Dekarbonisierte Industrieprozesse
Standort: Cottbus , Zittau
Institute & Einrichtungen:Institut für CO2-arme Industrieprozesse
Institut für CO2-arme Industrieprozesse > Kohlenstoffarme Reduktionsmittel
Hinterlegt von: Fradet, Dr. Quentin
Hinterlegt am:18 Sep 2023 10:14
Letzte Änderung:18 Sep 2023 10:14

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