ترموديناميك و سينتيك رفتار آلياژ پايه نيكل آلومينايد IC221M براي استفاده در صفحات جداكننده پيل سوختي كربنات مذاب

Thermodynamics and Kinetics of Immersion Behavior of IC221M Alloy as a Separator in Molten Carbonate Fuel Cell

رفتار ترموديناميكي و سينتيكي آلياژ پايه نيكل آلومينايد IC221M، در محلول يوتكتيكي كربنات ليتيم و كربنات سديم مذاب، به منظور جايگزيني در بخش آب بندي ترپيل­ هاي سوختي كربنات مذاب، مورد بررسي قرار گرفت. آلياژ، به كمك روش ذوب مجدد قوسي تحت خلاء، توليد شد. مطالعات ميكروسكوپي الكتروني روبشي و پراش اشعه ايكس محصولات حاصل از غوطه وري نمونه ­ها در كربنات مذاب، در سه دماي 600، 650 و 700 درجه سانتيگراد، به همراه تغييرات وزن آنها، نشان داد كه آلياژ در دو دماي 650 و 700 درجه سانتيگراد، مقاومت مناسبي در محيط كربنات مذاب ندارد. انهدام نمونه ­ها، به طور عمده، با مكانيزم نفوذي و نه انجام واكنش صورت مي پذيرد. انرژي فعال سازي فرايند، 423 كيلوژول بر مول تعيين و مشخص شد كه سينتيك فرايند، با نفوذ آلومينيوم در فاز γ´ كنترل مي­شود.

The thermodynamic and kinetic behavior of nickel aluminide IC221M alloy in molten eutectic of lithium/sodium carbonate was investigated. The nickel aluminide IC221M alloy was produced by vacuum arc re-melting (VAR) method. Surface layer products formed after immersion in molten carbonate at 600, 650 and 700 oC were examined by SEM and XRD. The results along with weight difference calculations showed that IC221M alloy doesn’t have a good resistance at 650 and 700 oC . It was evidenced that the destruction of the alloy is a diffusion-controlled process. The activation energy of the process was calculated to be 423 kJ/mol and the process kinetics were controlled by aluminum diffusion in γ´ phase.