Metal/electrolyte solution interface at high temperatures  Page description

Help  Print 
Back »
 

Details of project

  
Identifier
49202
Type K
Principal investigator Nagy, Gábor Mihály
Title in Hungarian Fém/elektrolitoldatok határfelülete magas hőmérsékleten
Title in English Metal/electrolyte solution interface at high temperatures
Panel Chemistry 1
Department or equivalent Atomic Energy Research Institute (Centre for Energy Research)
Participants Horváth, Ákos
Kerner, Zsolt Gábor
Schiller, Róbert
Starting date 2005-01-01
Closing date 2008-12-31
Funding (in million HUF) 8.720
FTE (full time equivalent) 3.28
state closed project





 

Final report

  
Results in Hungarian
Munkánk célja magas hőmérsékletű elektrokémiai rendszerek tulajdonságainak meghatározása volt, amit elektrokémiai mérések, analitikus számítások és számítógépes szimulációk segítségével kívántuk megvalósítani. A hőmérsékletfüggő mérésekhez szükséges autoklávot átalakítottuk és a szuperkritikus vízben történt méréseinkhez megépítettünk egy 25 MPa nyomás és 500 ºC hőmérséklet elérését lehetővé tevő kísérleti eszközt. Méréseket végeztünk arany és platina elektródokon a kettősréteg hőmérsékletfüggő tulajdonságainak megismerésére, illetve a határfelületi hidrogén- és oxigénfejlődési kinetika hőmérsékletfüggésének vizsgálatára. Vizsgálatuk rozsdamentes acélokon lejátszódó határfelületi folyamatok kinetikáját és mechanizmusát. Szuperkritkus körülmények között meghatároztuk néhány rozsdamentes acéltípus korrózióállóságát. Méréssorozatot indítottunk a Zr-1%Nb ötvözet lokális korróziós tulajdonságainak meghatározására is. Vizsgáltuk különböző kationok és anionok adszorpciójának hőmérsékletfüggését is a 20 – 80 ºC-os hőmérséklet-tartományban. A kettősréteg tulajdonságainak részletesebb megismerésére MD-szimulációkat végeztünk a 20 – 320 ºC hőmérséklet-tartományban. A fémek felületén létrejövő passzív oxidrétegeknek az elektrokémiai jelenségekre gyakorolt hatását az általunk kidolgozott reakció gátolt diffúzió elméletével írtuk le. A lokális határfelületi elektrokémiai folyamatok megértéséhez és leírásához determinisztikus, véges elemes modellezési munkát kezdtünk.
Results in English
The aim of our work was to determine and describe the properties of high temperature electochemical systems by electrochemical experiments, analytical models and numerical symulations. We developed further our experimental setup and designed a new autoclave for experiments in supercritcal water. This allowed us to work under a pressure of 25 MPa and temperature of 500 ºC. We performed experiments on gold and platinum electrodes to determine the properties of the double layer, and the temperature dependence of the kinetics of the hydrogen and oxygen evolution processes. We investigated the mechanism and kinetcis of interfacial processes on stainless steels. We determined the corrosion resistance of a set of selected stainless steels under supercritical conditions. We performed a series of measurements to understand the susceptibility of Zr-1%Nb towards localized corrosion. We determined the temperature dependence of certain anions and cations in the temperature range of 20 – 80 ºC. To understand the properties of the double layer on the atomic level we performed a series of molecular dynamics simulations in the range of 20 – 320 ºC. We described the role of the passive oxide layer in the electrochemical processes by the theory of the reaction limited diffusion. We started deterministic, finite element modelling to describe and understand the elementary electrochemical processes in the double layer.
Full text http://real.mtak.hu/1937/
Decision
Yes





 

List of publications

  
Schiller, R, Nagy, G: Excess electron kinetics by dispersive conductivity: A proposition, RADIAT PHYS CHEM 76 (8-9): 1248-1250, 2007
Nagy G, Somogyi A, Patek G, Pinter T, Schiller R: Estimation of the amount of surface contamination of a water cooled nuclear reactor by cooling water analysis, ANN NUCL ENERGY 34 (6): 496-500, 2007
Nagy, G., Kerner, Zs., Balog, J. and Schiller, R.: High temperature electrochemical impedance spectroscopy of metals related to light water reactor corrosion,, pp.122-133 In: R.-W. Bosch, D. Féron and J.-P. Celis (eds.), Electrochemistry in Light Water Reactors, CRC Press, Boca Raton and Woodhead Publishing Limited, Cambridge,, 2007
Schiller, R.: Reaction limited diffusion: the interplay of diffusion and chemical reaction,, Radiation Induced Free Radical Chemistry, Homogeneous and Heterogeneous Systems, G.R. Dey (ed.) Research Signpost, Trivandrum, Kerala, India,, 2008
Nagy Gábor:: Cirkóniumötvözetek és korróziójuk atomerőművekben., „A Kémia Újabb Eredményei“, szerk. L. Wojnárovits, Akadémiai Kiadó,, 2007
M.C. Gordillo, G. Nagy, and J. Marti: Structure of water nanoconfined between hydrophobic surfaces,, J. Chem. Phys., 123, 054707, 2005
Nagy G, Gordillo MC, Guardia E , Marti J: Liquid water confined in carbon nanochannels at high temperatures, J PHYS CHEM B 111 (43): 12524-12530, 2005
Robert Schiller, János Balog and Gabor Nagy: Continuous time random walk theory of interfering diffusion and chemical reaction with an application to electrochemical impedance spectra of oxidized Zr-1%Nb, J. Chem. Phys. 123, 094704, 2005
J. Marti, G. Nagy, E. Guardia, M. C. Gordillo: Molecular Dynamics Simulation of Liquid Water Confined Inside Graphite Channels: Dielectric and Dynamical Properties, J. Phys. Chem. B, 110, 23987-23997, 2006
J. Marti, G. Nagy, M.C. Gordillo, and E. Guardia: Molecular simulation of liquid water confined inside graphite channels, J. Chem. Phys. 124, 094703, 2006
Zs. Kerner, J. Balog and G. Nagy: Testing of high temperature reference electrodes for light water reactor applications, Corr. Sci. 48, 1899-1911, 2006
G. Nagy, M.C. Gordillo, E. Guardia, J. Marti:: Liquid water confined in carbon nanochannels at high temperatures,, J. Phys. Chem B 111, 12524-12530, 2007
Kemer Z (Kemer, Zsolt), Horvath A (Horvath, Akos), Nagy G (Nagy, Gabor): Comparative electrochemical study of 08H18N10T, AISI 304 and AISI 316L stainless steels,, ELECTROCHIM ACTA 52 (27): 7529-7537, 2007
Nagy, G., Kerner, Zs. and Schiller, R.: Interpretation of EIS data on passive steel surfaces in aqueous sulfuric acid solution in terms of carrier migration and recombination, Electrochim. Acta 53, 1737-1742, 2007
R. Répánszki, Zs. Kerner, G. Nagy:: Adsorption of fission products on stainless steel and zirconium,, Adsorption 13, 201-204, 2007




 

Events of the project

  
2011-12-09 14:47:28
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: (MTA KFKI Atomenergia Kutatóintézet), Új kutatóhely: Atomenergia Kutatóintézet (MTA KFKI Atomenergia Kutatóintézet).



Back »