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Influence of atmosphere and austenitic stainless steel on the solar salt corrosivity

Kumar, Sumit und Hanke, Andrea und Bonk, Alexander und Bauer, Thomas (2024) Influence of atmosphere and austenitic stainless steel on the solar salt corrosivity. Heliyon, 10 (4). Elsevier. doi: 10.1016/j.heliyon.2024.e25966. ISSN 2405-8440.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Kurzfassung

The utilization of the Solar Salt (60 wt%NaNO3/40 wt%KNO3) mixture as a Thermal Energy Storage (TES) medium is gaining importance due to its scalability and cost-effectiveness. However, the corrosion of metallic components presents a significant challenge. This study explores the intricate interplay between salt chemistry and its corrosivity, particularly at elevated temperatures exceeding the state-of-the-art bulk temperature 565 ◦C. The study manipulates salt decomposition by adjusting the oxygen partial pressure in the purge gas over Solar Salt and investigates the evolution of salt chemistry with and without the presence of steel. It analyzes the corrosion behavior of two types of stainless steel, AISI 316L and AISI 310, under different gas purging atmospheres. Furthermore, it employs a gold particle tracing technique to identify and monitor the formation and growth of the corrosion layer on the steel surface. The results reveal that nitrogen gas purging significantly enhances salt decomposition and its corrosivity over time. The presence of steel also influences salt decomposition depending on the purged gas atmosphere. In a nitrogen atmosphere, the presence of steel can increase the nitrite levels, while an air atmosphere results in an elevated concentration of oxide ions. In air, the AISI 310 alloy shows slightly better performance than AISI 316L. Both alloys experience substantial mass loss in the nitrogen-purged atmosphere. Interestingly, the presence of gold particles within the middle of the corrosion layer in the air purged atmosphere visually illustrates a counter diffusion involving various cations and anions across the corrosion layer.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/203026/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Influence of atmosphere and austenitic stainless steel on the solar salt corrosivity
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kumar, SumitSumit.Kumar (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hanke, AndreaAndrea.Hanke (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bonk, AlexanderAlexander.Bonk (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bauer, ThomasThomas.Bauer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:29 Februar 2024
Erschienen in:Heliyon
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:10
DOI:10.1016/j.heliyon.2024.e25966
Verlag:Elsevier
Name der Reihe:Elsevier
ISSN:2405-8440
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Nitrate salt chemistry Thermal energy storage (TES) Concentrated solar power (CSP) Gold particle tracing Corrosion process
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 - Thermochemische Prozesse
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Kumar, Sumit
Hinterlegt am:29 Mai 2024 17:09
Letzte Änderung:12 Jun 2024 12:52

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