Czasopismo | OCHRONA PRZED KOROZJĄ | Rocznik 2017 - zeszyt 9

Passivation of hydrogen storage alloy in strong alkaline solution

Pasywacja stopu wodorochłonnego w silnie alkalicznym roztworze

10.15199/40.2017.9.4

nr katalogowy: 109259
10.15199/40.2017.9.4

Streszczenie

Anodic potentiodynamic polarization of dehydrogenated LaNi4.5Co0.5 compact electrode at very slow potential scan rate has been applied to evaluate material corrosion rate in 6 M KOH within passive region. Chronoamperometric measurements carried out at E = –0.2 V (HgO/Hg) allowed to obtain steady state anodic current of electrode passivation which corresponds to alloy stationary corrosion rate. It has been shown that corrosion rate determined in such a way is in very good agreement with alloy initial corrosion rate found on the basis of capacity fade of powdered, composite electrode prepared from this material.

Abstract

Do oceny szybkości korozji pozbawionej wodoru litej elektrody LaNi4.5Co0.5 w 6 M roztworze KOH zastosowano technikę potencjodynamicznej polaryzacji przy bardzo powolnym skaningu potencjału. Pomiary chronoamperometryczne wykonane przy E = –0,2 V (HgO/ Hg) pozwoliły znaleźć ustaloną wartość prądu anodowego pasywacji elektrody, który odpowiada stacjonarnej szybkości korozji. Pokazano, że szybkość korozji wyznaczona w ten sposób jest w bardzo dobrej zgodności z początkową szybkością korozji znalezioną na podstawie spadku pojemności proszkowej, kompozytowej elektrody wykonanej z tego materiału.

Słowa kluczowe

Keywords

Bibliografia

[1] Adzic G.D., J.R. Johnson, S. Mukerjee, J. McBreen, J.J. Reilly. 1997. “Function of cobalt in AB5Hx electrodes". J. Alloys Compds 253-254 : 579-582.
[2] Anani A., A. Visintin, K. Petrov, S. Srinivasan, J.J. Reilly, J.R. Johnson. 1994. “Alloys for hydrogen storage in nickel/hydrogen and nickel/metal hydride batteries". J. Power Sources 47 : 261-275.
[3] Anik M. 2010. “Electrochemical hydrogen storage capacities of Mg2Ni and MgNi alloys synthesized by mechanical alloying". J. Alloys Compds 491 : 565-570.
[4] Ayari M., V. Paul-Boncour, J. Lamloumi, H. Mathlouthi, A. Percheron-Guégan. 2006. “Study of the structural, thermodynamic and electrochemical properties of LaNi3.55Mn0.4Al0.3(Co1-xFex)0.75 (0 ≤ x ≤ 1) compounds used as negative electrode in Ni-MH batteries". J. Alloys Compds 420 : 251-255.
[5] Bala H., I. Kukula, K. Giza, B. Marciniak, E. Rozycka-Sokolowska, H. Drulis. 2012. "Evaluation of the electrochemical hydrogenation and corrosion behaviour of LaNi5-based materials using galvanostatic charge/discharge measurements". Int. J. Hydrogen Energy 37 : 16817-1682.
[6] Bala H., M. Dymek. 2015. “Corrosion degradation of powder composite hydride electrodes in conditions of long-lasting cycling". Materials Chem. Phys. 167 : 265-270.
[7] Bala H., M. Dymek. 2017. “Determination of corrosion rate of porous, liquid permeable materials on the example of hydride powder composite", Ochrona przed Korozją, 60 (4) : 79-83.
[8]
[8] Balcerzak M, M. Nowak, M. Jurczyk. 2017. “Hydrogenation and electrochemical studies of La-Mg-Ni alloys" Int. J. Hydrogen Energy 42 : 1436-1443.
[9] Ben Moussa M., M. Abdellaoui, J. Lamloumi, A. Percheron Guégan. 2013. “Investigation on the structure, thermodynamic and electrochemical properties of the MmNi3.55Mn0.4Al0.3Fe0.75 compound used as negative electrode in Ni-MH batteries". J. Alloys Compds 575 : 414-418.
[10] Bordolinska K., H. Bala. 2017. “Effect of surface modification of the LaNi4.5Co0.5 powder with thin silicon film on the electrochemical performance of composite hydride electrode". Ochrona przed Korozją 60 (4) : 102-104.
[11] Chen P., M. Zhu. 2008. “Recent progress in hydrogen storage". Materials Today 11 : 36-43.
[12] Cho E. S., A.M. Ruminski, S. Aloni, Y.S. Liu, J. Guo, J.J. Urban. 2016. Nat. Commun. 7 : 10804.
[13] Davis J.D. (Ed.) 2000. Corrosion - Understanding the Basics : 45-48, ASM International. Fig. 2. Representative potentiodynamic polarization curve of compact LaNi4.5Co0.5 electrode in deaerated 6 M KOH solution. Prepolarization at E = -0.20 V (10 mins); potential scan rate: 0.10 mV·s-1; polarization from -0.85 V in anodic direction (22±0.2oC, Ar 1.0 L·h-1). The arrows indicate equilibrium potentials of H2O/H2 and O2/OH- systems (pH = 15.2, p = 1 bar). The thermodynamic stability areas of individual solid phases occurring in the corrosion process are visually presented at the top of the figure Rys. 2. Reprezentatywna potencjodynamiczna krzywa polaryzacji litej elektrody LaNi4.5Co0.5 w odpowietrzonym roztworze 6 M KOH. Wstępna polaryzacja przy E = -0,20 V (10 min.); szybkość skaningu potencjału 0,10 mV·s-1; potencjał startowy -0.85 V, skaning w kierunku anodowym (22 ± 0,2oC, Ar 1,0 L·h-1). Strzałki wskazują wartości potencjałów równowagowych układów H2O/H2 and O2/OH- (pH = 15,2, p = 1 bar). Na górze rysunku zaznaczono poglądowo obszary termodynamicznej trwałości poszczególnych faz stałych uczestniczących w procesie korozji Fig. 3. Representative chronoamperometric curve of passivated LaNi4.5Co0.5 alloy measured at E = -0.20 V (HgO/Hg). Experimental conditions: 6 M KOH, Ar, 22oC Rys. 3. Reprezentatywna krzywa chronoamperometryczna spasywowanego stopu LaNi4.5Co0.5 mierzona przy E = -0,20 V (HgO/Hg). Warunki eksperymentalne: 6 M KOH, Ar, 22oC Durairajan A., B.S. Haran, R.E. White,
[14] B.N. Popov. 2000. “Pulverization and corrosion studies of bare and cobalt encapsulated metal hydride electrodes". J. Power Sources 87 : 84-91.
[15] Dymek M., H.Bala. 2014. “Hydrogen diffusivity in the massive LaNi5 electrode using voltammetry technique", J. Solid State Electrochem. 18 : 3033-3037.
[16] Dymek M., H.Bala. 2016. “Inhibition of LaNi5 electrode decay in alkaline medium by electroless encapsulation of active powder particles", J. Solid State Electrochem. 20 : 2001-2007.
[17] Etiemble A., P. Bernard, H. Idrissi, L. Roue. 2015. “New insights into the pulverization of LaNi5-based alloys with different Co contents from electrochemical acoustic emission measurements". Electrochim. Acta 186 : 112-116.
[18] Huang L.W., O. Elkedim, M. Nowak, M. Jurczyk, R. Chassagnon, D.W. Meng. 2012. “Synergistic effects of multiwalled carbon nanotubes and Al on the electrochemical hydrogen storage properties of Mg2Ni-type alloy prepared by mechanical alloying". Int. J. Hydrogen Energy 37 : 1538-1545.
[19] Jurczyk M., M. Nowak, L. Smardz, A. Szajek. 2011. “Mg-based nanocomposites for room temperature hydrogen storage". TMS Annual Meeting 1 : 229-236.
[20] Kiss L. 1998. Kinetics of electrochemical metal dissolution, Chapter 2, Akad. Kiado, Budapest.
[21] Li M., Y. Zhu, W. Chen, L. Li. 2015. “Enhanced electrochemical hydrogen storage properties of Mg2NiH4 by coating with nano-nickel". Intern. J. Hydrogen Energy 40 : 13949-13956.
[22] Liu Y., H. Pan, M. Gao, Q. Wang. 2011. "Advanced hydrogen storage alloys for Ni/ MH rechargeable batteries". J. Mater. Chem. 21 : 4743-4755.
[23] Nowak M., M. Jurczyk. 2017. “Nanotechnology for the Storage of Hydrogen - chapter 19, in Nanotechnology for Energy Sustainability", Vol. 2, Baldev Raj, Marcel Van de Voorde, Yashwant Mahajan (Eds), Wiley-VCH ISBN: 978-3-527- 34014-9.
[24] Perez N. 2004. Electrochemistry and Corrosion Science : 90-97, Kluwer Acad. Publ., Boston.
[25] Pourbaix M. 1974. “Atlas of electrochemical equilibria in aqueous solutions". National Association of Corrosion Engineers, Houston, Texas.
[26] Sakintuna B., F. Lamari-Darkrim, M. Hirscher. 2007. “Metal hydride materials for solid hydrogen storage: A review". Int. J. Hydrogen Energy 32 : 1121-1140.
[27] Sun J., Y. Fan, B. Liu, L. Ji, Y. Wang, M. Ma. 2015. “Microstructure and electrochemical characteristics of LaNi3.70Co0.2xMn0.30Al0.15Cu0.65(Mo0.46Fe0.5 4)x hydrogen storage alloys". J. Alloys Compds 641 : 148-154.
[28] Tliha M., C. Khaldi, S. Boussami, N. Fenineche, O. El-Kedim, H. Mathlouthi, J. Lamloumi. 2014. “Kinetic and thermodynamic studies of hydrogen storage alloys as negative electrode materials for Ni/MH batteries: a review". J Solid State Electrochem. 18 : 577-593.
[29] Varin R.A., T. Czujko, Z.S. Wronski. 2009. “Nanomaterials for solid state hydrogen storage" Springer.
[30] Young K., B. Chao, Y. Liu, J. Nei. 2014. “Microstructures of the oxides on the activated AB2 and AB5 metal hydride alloys surface". J. Alloys Compds 606 : 97-104.
[31] Young K., J. Nei. 2013. “The current status of hydrogen storage alloy development for electrochemical applications". Materials 6 : 4574-4608. .
[32] Zhang J., Y. Zhu, H. Lin, Y. Liu, Y. Zhang, S. Li, Z. Ma, L. Li. 2017. “Metal hydride nanoparticles with ultrahigh structural stability and hydrogen storage activity derived from microencapsulated nanoconfinement", Advanced Materials DOI: 10.1002/adma.20170076.

Jeśli masz wykupiony/przyznany dostęp - zaloguj się. Skorzystaj z naszych propozycji zakupu!

Publikacja


e-Publikacja (format pdf) - nr 109259 "Passivation of hydrogen s..." licencja: Osobista Produkt cyfrowy	10.00 zł

Zeszyt


OCHRONA PRZED KOROZJĄ - e-zeszyt (pdf) 2017-9 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	42.00 zł

Prenumerata

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

504.00 zł

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - papierowa prenumerata roczna	636.00 zł brutto 588.89 zł netto 47.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

678.00 zł

OCHRONA PRZED KOROZJĄ - PAKIET prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
OCHRONA PRZED KOROZJĄ - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	762.00 zł brutto 705.56 zł netto 56.44 zł VAT (stawka VAT 8%)

762.00 zł

Zeszyt

2017-9

Twój Koszyk

Publikacja

Zeszyt

Prenumerata

Zeszyt

Czasopisma