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Corrosion behavior of Fe-Cr-Ni based alloys exposed to molten MgCl2-KCl-NaCl salt with over-added Mg corrosion inhibitor

Yu, Rui und Gong, Qing und Shi, Hao und Chai, Yan und Bonk, Alexander und Weisenburger, Alfons und Wang, Dihua und Müller, Georg und Bauer, Thomas und Ding, Wenjin (2023) Corrosion behavior of Fe-Cr-Ni based alloys exposed to molten MgCl2-KCl-NaCl salt with over-added Mg corrosion inhibitor. Frontiers of Chemical Science and Engineering. Springer. doi: 10.1007/s11705-023-2349-1. ISSN 2095-0179.

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Kurzfassung

MgCl2-NaCl-KCl salts mixture shows great potential as a high-temperature (> 700 °C) thermal energy storage material in next-generation concentrated solar power plants. Adding Mg into molten MgCl2-NaCl-KCl salt as a corrosion inhibitor is one of the most effective and cost-effective methods to mitigate the molten salt corrosion of commercial Fe-Cr-Ni alloys. However, it is found in this work that both stainless steel 310 and Incoloy 800H samples were severely corroded after 500 h immersion test at 700 °C when the alloy samples directly contacted with the over-added Mg in the liquid form. The corrosion attack is different from the classical impurity-driven corrosion in molten chloride salts found in previous work. Microscopic analysis indicates that Ni preferentially leaches out of alloy matrix due to the tendency to form MgNi2/Mg2Ni compounds. The Ni-depletion leads to the formation of a porous corrosion layer on both alloys, with the thickness around 204 μm (stainless steel 310) and 1300 μm (Incoloy 800H), respectively. These results suggest that direct contact of liquid Mg with Ni-containing alloys should be avoided during using Mg as a corrosion inhibitor for MgCl2-NaCl-KCl or other chlorides for high temperature heat storage and transfer.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/197245/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Corrosion behavior of Fe-Cr-Ni based alloys exposed to molten MgCl2-KCl-NaCl salt with over-added Mg corrosion inhibitor
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Yu, RuiInstitute for Pulsed Power and Microwave Technology, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Eggenstein-Leopoldshafen, 76344, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gong, QingInstitute of Engineering Thermodynamics, German Aerospace Center (DLR), 70569, Stuttgart, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Shi, HaoInstitute for Pulsed Power and Microwave Technology, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Eggenstein-Leopoldshafen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Chai, YanInstitute of Engineering Thermodynamics, German Aerospace Center (DLR), 70569, Stuttgart, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bonk, AlexanderAlexander.Bonk (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Weisenburger, AlfonsInstitute for Pulsed Power and Microwave Technology, Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Eggenstein-Leopoldshafen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wang, DihuaSchool of Resources and Environmental Science, Wuhan University (WHU)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Müller, GeorgInstitute for Pulsed Power and Microwave Technology (IHM), Karlsruhe Institute of Technology (KIT), Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 EggensteinLeopoldshafen, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bauer, ThomasThomas.Bauer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ding, WenjinWenjin.Ding (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:8 September 2023
Erschienen in:Frontiers of Chemical Science and Engineering
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1007/s11705-023-2349-1
Verlag:Springer
ISSN:2095-0179
Status:veröffentlicht
Stichwörter:concentrated solar power (CSP), Mg corrosion inhibitor, Mg–Ni intermetallic, salt purification, thermal energy storage (TES)
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E VS - Verbrennungssysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Materialen für thermische Hochtemperaturtechnologien, E - Neue Wärmeträgerfluide
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Ding, Wenjin
Hinterlegt am:27 Okt 2023 14:12
Letzte Änderung:29 Jan 2024 12:37

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