KR20240074862A - 옥소산도를 조정하는 방법 - Google Patents
옥소산도를 조정하는 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20240074862A KR20240074862A KR1020247015259A KR20247015259A KR20240074862A KR 20240074862 A KR20240074862 A KR 20240074862A KR 1020247015259 A KR1020247015259 A KR 1020247015259A KR 20247015259 A KR20247015259 A KR 20247015259A KR 20240074862 A KR20240074862 A KR 20240074862A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- metal hydroxide
- oxoacidity
- molten salt
- hydroxide molten
- control component
- Prior art date
Links
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims abstract description 252
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 250
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 claims abstract description 236
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 120
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 27
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 134
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 81
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 70
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 70
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 24
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 23
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 claims description 22
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 16
- -1 metal hydroxide salt Chemical class 0.000 claims description 15
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 11
- 238000009835 boiling Methods 0.000 claims description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 claims description 7
- 230000005587 bubbling Effects 0.000 claims description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000003595 mist Substances 0.000 claims description 2
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 2
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 claims 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 claims 1
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 84
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 48
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 48
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 46
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 24
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 20
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 19
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 18
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 8
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 7
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 7
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 7
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 7
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 6
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 6
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 6
- 230000000116 mitigating effect Effects 0.000 description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 6
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012611 container material Substances 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 5
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 4
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000002149 energy-dispersive X-ray emission spectroscopy Methods 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- 239000011490 mineral wool Substances 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000873 Beta-alumina solid electrolyte Inorganic materials 0.000 description 3
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 239000002585 base Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000013626 chemical specie Substances 0.000 description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 description 3
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 3
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002161 passivation Methods 0.000 description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 3
- 238000004626 scanning electron microscopy Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 229910000601 superalloy Inorganic materials 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010431 corundum Substances 0.000 description 2
- 238000002354 inductively-coupled plasma atomic emission spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 150000004715 keto acids Chemical class 0.000 description 2
- 229910001947 lithium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 229910001948 sodium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000006506 Brasenia schreberi Nutrition 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018068 Li 2 O Inorganic materials 0.000 description 1
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CIPZEPGVXQRNDX-UHFFFAOYSA-M [OH-].[K+].O.O.O.O.O.O Chemical compound [OH-].[K+].O.O.O.O.O.O CIPZEPGVXQRNDX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 1
- 239000003125 aqueous solvent Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011021 bench scale process Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 238000004320 controlled atmosphere Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 229910000856 hastalloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001307 helium Substances 0.000 description 1
- 229910052734 helium Inorganic materials 0.000 description 1
- SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N helium atom Chemical compound [He] SWQJXJOGLNCZEY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N lithium oxide Chemical compound [Li+].[Li+].[O-2] FUJCRWPEOMXPAD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 1
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 1
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052756 noble gas Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002835 noble gases Chemical class 0.000 description 1
- 150000005324 oxide salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N sodium oxide Chemical compound [O-2].[Na+].[Na+] KKCBUQHMOMHUOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C3/00—Reactor fuel elements and their assemblies; Selection of substances for use as reactor fuel elements
- G21C3/42—Selection of substances for use as reactor fuel
- G21C3/44—Fluid or fluent reactor fuel
- G21C3/54—Fused salt, oxide or hydroxide compositions
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/42—Reprocessing of irradiated fuel
- G21C19/44—Reprocessing of irradiated fuel of irradiated solid fuel
- G21C19/48—Non-aqueous processes
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/42—Reprocessing of irradiated fuel
- G21C19/50—Reprocessing of irradiated fuel of irradiated fluid fuel, e.g. regeneration of fuels while the reactor is in operation
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
- G21F9/28—Treating solids
- G21F9/30—Processing
- G21F9/308—Processing by melting the waste
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Control Of Non-Electrical Variables (AREA)
Abstract
본 발명은 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 것과 관련되어 있고, 상기 방법은 금속 수산화물 용융 염 내의 H2O, O2- 및 OH- 중 적어도 하나의 목표 농도를 추정하는 단계; 옥소산도 제어 성분을 제공하는 단계; 및상기 옥소산도 제어 성분을 상기 금속 수산화물 용융 염과 접촉시켜 상기 금속 수산화물 용융 염의 상기 옥소산도를 조정하는 단계;를 포함한다. 상기 방법은 금속 수산화물의 부식성을 감소시킴에 의해 금속 수산화물 용융 염의 가능한 온도 범위의 보다 나은 사용을 허용한다.
Description
본 발명은 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법에 관련된다. 상기 방법은 금속 수산화물의 부식성을 감소시킴에 의해 금속 수산화물 용융 염의 가능한 온도 범위의 보다 나은 사용을 허용한다.
용융 염은 일반적으로 부식성이 높으나, 용융 염의 물리적 및 화학적 성질은 특정 응용에서 용융 염이 매력적이도록 한다. 특히, 수산화물 용융 염은 핵분열 과정의 중성자 감속재로서 잠재적으로 유용하고, 예를 들어 에너지 저장에 있어 유용한, 예를 들어 염화물, 질산염, 탄산염 등의 용융 염보다 넓은 범위의 온도에서 사용될 수 있다.
금속 수산화물 용융 염의 부식성에도 불구하고, 핵분열 과정의 중성자 감속재로서의 그 사용이 기술되어 왔다. 예를 들어, WO 2020/157247은 단결정 커런덤을 용융 염 핵분열로(MSR)의 용융 수산화물 감속재 염과 접촉하는 부식 저항 물질로서 사용한다. 그러나, 단결정 커런덤은 비싸고, 따라서 대규모 시스템의 건축 자재로서의 사용은 제한적이다.
용융 염은 물 및 다른 성분을 포함할 수 있고, 이는 용융 염의 성질 “옥소산도(oxoacidity)”를 정의하는 데에 도움을 줄 것이다. 수산화물을 포함하는 용융 염에서는, 수산화물 이온은 양쪽성(amphoteric) 종이고, 이는 양성자를 수용해 H20가 될 수도 있고 양성자를 기증하여 초산화물 이온 O2-가 될 수도 있다. 용융 염 내의 물은 식 1 및 식 2에 의해 반응한다.
식 1
식 2
이러한 맥락에서, 수성상 화학에서 잘 알려진 정의인 pH = -log10[H+] 및 pOH = -log10[OH-] 와 유사하게 옥소산도는 pH2O = -log10[H2O] 로 정의하고, 옥소염기도(oxobasicity)는 pO2- = -log10[O2-] 로 정의한다.
옥소산도는 B.L. Tr
millon이 Chemistry in Non-Aqueous Solvents, Springer Netherlands, Dordrecht, 1974. doi:10.1007/978-94-010-2123-4 및 Acid-Base Effects in Molten Electrolytes, in: Molten Salt Chemistry, 1987: pp. 279-303 에 기술한 바와 같이, 용융 염 내의 특정 종의 안정성을 예측하는 데에 도움을 줄 수 있다. 예를 들어, 알루미나는 대표적인 재료이고, 이는 산성 및 중성 용융물에 약간 용해성이며, 염기성 용융물에는 매우 용해성이다. 산성 용융물에는 AlO+로서 용해되고, 염기성 용융물에는 AlO2-로서 용해된다. 그러나, Tr
millon은 산화된 종의 염기와의 결합은 시스템을 안정화시킨다는 것에 주목했고, 이는 염기성 매체에서 산화된 종이 쉽게 안정적인지를 설명한다. 대조적으로, 산화된 종은 일반적으로, 염기가 산성 종과 쉽게 결합되는 산성 시스템에서 훨씬 안정적이지 못하고, 따라서 환원된 종이 선호된다. 그러나, 많은 금속 합금에서, 합금이 옥소산성/옥소염기성 환경에서 안정된 평형 상태로 존재할 수 있는 옥소산도 범위가 존재한다. 따라서, 억제 물질로서 활용되기에 물질이 충분히 안정적인 용융 수산화물 내의 물 농도가 존재한다.
WO 2018/229265 역시 용융 금속 수산화물을 감속재 염으로 갖는 MSR을 개하고 있다. 용융 감속재 염은 용융 감속재 염과 접촉한 물질보다 높은 환원 전위(reduction potential)를 갖거나 용융 감속재 염의 옥소산도를 제어하는 화학종, 예를 들어 물과 같은 산화환원(redox) 원소를 포함할 수 있다. WO 2018/229265는 수성 가스를 용융 감속재 염을 통해 버블링하거나 산화환원 전위 및/또는 용융물의 옥소산도를 제어하는 화학종을 포함하는 불활성 커버 가스를 사용하는 것을 제안하고, H2O, H2 및 HF가 예시적 화학종으로 언급된다. 그러나, WO 2018/229265는 실제로 옥소산도가 어떻게 제어되는지에 대해서는 개시하고 있지 않다.
본 발명의 목표는 산업 응용에서 용융 수산화물 염의 녹는점과 끓는점 사이의 넓은 범위의 온도를 활용하도록 허용하는 방법을 제공하는 것이며, 추가적인 목표는 용융 수산화물이 대규모로 사용되도록 허용하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법에 관련되어 있으며, 상기 방법은 금속 수산화물 용융 염 내의 H2O, O2- 및 OH- 중 적어도 하나의 목표 농도를 추정하는 단계; 옥소산도 제어 성분을 제공하는 단계; 및 상기 옥소산도 제어 성분을 상기 금속 수산화물 용융 염과 접촉시켜 상기 금속 수산화물 용융 염의 상기 옥소산도를 조정하는 단계;를 포함한다. 특히, 상기 옥소산도는 하나 이상의 H2O, O2- 및 OH- 의 농도에 대해 각각 대응되는 목표 농도와 매칭되도록 조정될 수 있는데, 이는 예를 들어 이러한 조정이 옥소중립 환경을 제공하도록 한다. 옥소산도를 조정하는 것은 금속 수산화물 용융 염의 부식 완화를 허용하고, 따라서 상기 방법은 금속 수산화물 용융 염의 부식 완화를 위하여 옥소산도를 조정하는 방법, 또는 금속 수산화물 용융 염의 부식 완화 방법으로 고려될 수 있다. 상기 방법의 특정 실시예에서는, 옥소산도는, 예를 들어 특정 라이닝재에서, 옥소산도 제어 성분을 금속 수산화물 용융 염과 접촉시켜 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 단계에서 옥소중립 환경으로 조정될 수 있다. 금속 수산화물은 원하는 어느 금속 수산화물일 수도 있으나. 바람직하게는 금속 수산화물은 알칼리 금속, 예를 들어 나트륨, 칼륨, 리튬 수산화물, 또는 그 혼합물이거나, 금속 수산화물은 알칼리토금속, 예를 들어 칼슘 또는 마그네슘의 수산화물일 수 있다. 마찬가지로, 금속 수산화물은 다양한 금속의 수산화물일 수 있다.
일례로서, 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법은 관심 물질로 만들어진 내부 표면을 갖는 용기, 이때 용기는 금속 수산화물 용융 염을 포함하고, 금속 수산화물 용융 염 내에서 0.1℃/cm에서 10℃/cm 범위 의 온도 구배를 생성하도록 구성된 열원 및/또는 히트 싱크(heat sink)를 포함하는, 를 제공하는 단계; 금속 수산화물 용융 염 내의 H2O, O2- 및 OH- 중 적어도 하나의 관심 물질을 위한 옥소산도의 창, 예를 들어 목표 농도를 추정하는 단계; 옥소산도 제어 성분을 제공하는 단계; 및 옥소산도 제어 성분을 금속 수산화물 용융 염과 접촉시켜 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 것으로 인해, 상기 방법은 옥소산도가 금속 수산화물 용융 염과 접촉한 물질에 대해 최적의 값을 갖도록 조정되고, 따라서 용융 수산화물 염에 의한 물질의 부식을 최소화하도록 허용하고, 개시된 발명은 따라서 용융 수산화물 염이 유용하거나 적합한 어떤 상황에서도 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 방법은 수산화물 염이 핵분열 과정의 감속재의 역할을 하는 용융 염 핵분열로(MSR)에서, 수산화물 염이 에너지 또는 열 저장의 매체를 제공하는 에너지 또는 열 저장 용기에서, 또는 용융 수산화물, 예를 들어 순수 용융 수산화물로 작동하는 스크러버 유닛(scrubber unit)에서 사용될 수 있다. H2O 및/또는 O2-의 목표 농도를 추정하는 것이 특히 바람직하지만, 용융 염이 금속 수산화물 용융 염임에도 불구하고, OH-의 목표 농도를 추정하는 것은 식 1 및 식 2에서 나타난 바와 같이 관련이 있다.
금속 수산화물 용융 염은 옥소산도 제어 성분과 원하는 모든 방법을 통해 접촉할 수 있다. 예를 들어, 옥소산도 제어 성분은 금속 수산화물 용융 염과 직접적으로 접촉할 수 있는 기체, 액체, 또는 고체 형태일 수 있다.
상기 방법은 불활성 캐리어 가스 및 옥소산도 제어 성분을 포함하는 처리 가스를 활용할 수 있다. 예를 들어, 옥소산도 제어 성분은 불활성 캐리어 가스를 포함하는 처리 가스 내에 제공될 수 있고, 상기 방법은 옥소산도 제어 성분을 포함하는 처리 가스를 금속 수산화물 용융 염에 접촉시켜 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 맥락에서는, 불활성 가스는 금속 수산화물 용융 염 또는 금속 수산화물 용융 염과 접촉한 물질과 반응하지 않는 모든 가스를 뜻한다. 예시적 불활성 가스로는 질소(N2) 및 희가스, 예를 들어 헬륨, 네온, 아르곤 및 그 혼합물 또는 조합이 있다. 옥소산도 제어 성분을 처리 가스 내에 제공하는 것으로 인해, 금속 수산화물 용융 염과 접촉하는 옥소산도 제어 성분의 양은 쉽게 제어될 수 있고 이에 의해 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도가 금속 수산화물 용융 염이 위치한 용기의 라이닝재의 보호에 가장 적합한 옥소산도의 창 내에 있도록 조정하고 유지할 수 있다.
본 명세서에서는, 옥소산도 제어 성분은 용융 염, 특히 금속 수산화물 내의 OH-, O2-, 및 H2O 중 적어도 하나의 농도에 영향을 끼칠 수 있는 모든 화학물질, 예를 들어 원소, 분자 또는 이온일 수 있다. OH-, O2-, 및 H2O 중 적어도 하나의 농도에의 영향은 직접적이거나 간접적일 수 있고, 상기 영향은 예를 들어 식 1 및 식 2에 따른 농도의 증가 또는 감소를 포함할 수 있다. 특히, OH-, O2-, 및 H2O 는 모두 본 방법에서는 옥소산도 제어 성분으로 고려되고, 마찬가지로, OH- 또는 O2- 및 적합한 반대이온을 포함하는 분자는 옥소산도 제어 성분으로 고려된다. 물, H2O, 특히 수증기의 형태는 바람직한 옥소산도 제어 성분이다. 물, H2O, 는 염이나 결정의 수화물로 존재할 수도 있으며, 물 수화물을 함유한 염도 옥소산도 제어 성분으로 사용될 수 있다. 염에 물 수화물이 포함되어 있는 경우, 염의 물 분자 수는 일반적으로 염의 화학량론적 조성과 함께 "x·H2O"로 표시되며, x 값은 염의 양을 결정하여 옥소산도를 조정하는 데 사용된다. 다른 옥소산도 제어 성분은 금속 산화물 염, 예를 들어 금속 수산화물의 용융염의 금속과 동일한 금속의 산화물 염이다. OH-, O2- 및/또는 H2O와 결합할 수 있는 분자도 현재 문맥에서 옥소산도 조절 성분으로 간주된다.
처리 가스가 사용되는 경우, 처리 가스는 금속 수산화물의 용융 염과 접촉하게 된다. 이에 의해, 금속 수산화물 용융 염에도 옥소산도 제어 성분이 접촉되어, 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정할 수 있다. 일반적으로, 금속 수산화물 용융 염과 접촉되는 옥소산도 제어 성분의 양은 예를 들어 금속 수산화물의 용융염과 접촉한 m3/min과 같은 단위 시간당 부피 단위로 표시되는 처리 가스 중의 옥소산도 제어 성분의 농도, 처리 가스의 압력 및 처리 가스의 양 등에 의해 결정된다. 방법의 특정 예에 관련된 옥소산도 제어 성분의 양은 금속 수산화물 용융 염 내 OH-, O2- 및 H2O 중 적어도 하나의 목표 농도의 추정치와 선택된 옥소산도 제어 성분과 금속 수산화물 용융 염 내에 존재하는 OH-, O2- 및 H2O 중 하나 이상 사이의 화학 반응 평형에 의해 결정된다.
옥소산도 제어 성분은 또한 처리 가스를 사용하지 않고 금속 수산화물 용융 염에 첨가될 수도 있다. 예를 들어, 리튬 또는 산화나트륨과 같은 고체 금속 산화물은 금속 수산화물 용융 염 내 OH-, O2- 및 H2O 중 임의의 목표 농도를 달성하기 위해 고체 펠릿 형태로 용융 염에 적합한 양으로 첨가될 수 있다. 다른 예에서, 용융된 수산화칼륨 6수화물을 금속 수산화물 용융 염으로 적정하여 OH-, O2- 및 H2O 중 어느 하나의 목표 농도를 달성할 수 있다. 금속 산화물이 용융된 형태인 금속 수산화물 용융 염과 예를 들어 Li2O 또는 Na2O와 같은 산화물을 접촉시키는 것도 가능하다.
금속 수산화물 용융 염은 처리 가스와 접촉할 때 모든 종류의 용기, 배관 또는 튜브에 위치할 수 있다. 본 문맥에서는 금속 수산화물 용융 염과 접촉하는 물질을 “라이닝재”라고 한다. 따라서 라이닝재는 금속 수산화물 용융 염에 노출된다. 일반적으로 재료에는 부식에 대한 내성이 최적인 “옥소산도의 창”이 있는데, 옥소산도가 너무 높거나 너무 낮으면 금속 수산화물 용융 염에 의해 재료가 너무 빨리 부식되어 실제 환경에서 라이닝재로 사용하기에 부적합하다. 옥소산도의 창에 해당하는 옥소산도는 “옥소중립” 조건이라고도 할 수 있다. 용기의 내부 표면은 라이닝재로 이루어져 있다. 용기는 금속, 금속 합금, 세라믹 재료 또는 이들의 조합과 같은 모든 재료로 만들 수 있고, 본 맥락에서 이 재료는 용기 재료로 지칭된다. 내면은 용기 재료의 표면일 수 있으므로 라이닝재가 용기 재료일 수도 있고, 용기 재료에 추가 재료가 코팅되어 라이닝재를 제공할 수도 있다. 예를 들어, 용기 재료는 금속 합금(예: 니켈 기반 합금, 니켈 기반 초합금 또는 하스텔로이 또는 니켈)일 수 있다. 현재 맥락에서 니켈 기반 합금은 니켈 함량이 50%w/w 이상인 합금을 의미한다.
금속 수산화물 용융 염이 용기 내에 있는 경우, 금속 수산화물 용융 염은 고정되어 있거나 금속 수산화물 용융 염이 자연 대류, 강제 대류 또는 강제 순환에 의해 용기 내에서 순환할 수 있다. 일반적으로 강제 순환에는 금속 수산화물 용융 염을 교반하는 과정이 포함된다. 본 방법에서는 모든 종류의 교반이 사용될 수 있다. 본 문맥에서, 자연 대류는 대류에 영향을 미치는 활성 단계가 수행되지 않고 온도 및/또는 금속 수산화물 용융 염 성분의 농도의 구배로 인해 발생하는 금속 수산화물 용융 염의 이동을 포함하는 것으로 간주된다. 온도 및/또는 농도의 구배를 만들기 위한 적극적인 조치가 취해지지 않는 경우, 금속 수산화물 용융 염은 일반적으로 현재 상황에서 고정된 것으로 간주된다. 이와 대조적으로 강제 대류는 온도 및/또는 농도, 특히 온도의 구배를 적극적으로 도입하여 발생하는 금속 수산화물 용융 염의 움직임을 포함하는 것으로 간주된다. 예를 들어, 금속 수산화물 용융 염의 부피를 국부적으로 가열하면 열원 근처에서 금속 수산화물 용융 염이 국부적으로 팽창하여 금속 수산화물 용융 염의 움직임을 유발할 수 있다. 마찬가지로, 금속 수산화물 용융 염의 부피를 국부적으로 냉각하면 방열판 근처의 금속 수산화물 용융 염이 국부적으로 수축하여 금속 수산화물 용융 염의 움직임을 유발할 수 있다. 강제 대류 및 강제 순환을 통해 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도는 일반적으로 균일하며, 예를 들어 금속 수산화물 용융 염의 부피에 대한 평균 옥소산도의 30% 범위 내에서 옥소산도가 달라질 수 있다. 현재 상황에서 강제 순환은 시간에 따른 체적 교체량으로 표현될 수 있으며 시간당 단위(또는 h-1)를 가질 수 있다(예: 체적 교체량은 0.1h-1 ~ 100h-1, 예: 1h-1 ~ 20h-1 범위일 수 있음). 따라서 강제 순환과 강제 대류는 금속 수산화물 용융 염의 국부적인 변화로 인해 옥소산도 창 밖에 있는 영역이 생성되는 상황을 피하는 데 유리하다.
금속 수산화물 용융 염은 바람직하게는 용기 내에 위치하며, 일반적으로 금속 수산화물 용융 염 위에 커버 가스가 있을 것이며, 예를 들어, 용기는 폐쇄 시스템을 제공하기 위해 금속 수산화물 용융 염을 덮는 뚜껑을 가질 수 있지만, 뚜껑은 또한 커버 가스의 조성 및 압력을 제어하기 위한 개구부를 가질 수 있다. 커버 가스는 주변 압력보다 높은 압력(예: 1bar~10bar 범위의 압력)으로 유지될 수 있다. 커버 가스는 불활성 가스 또는 옥소산도 제어 성분을 포함하는 처리 가스일 수 있다. 커버 가스는 예를 들어 0.01바~2바 범위의 분압(예: 0.02바~0.5바)에서 옥소산도 제어 성분으로서 수증기를 포함할 수 있다. 커버 가스가 옥소산도 제어 성분을 포함하는 경우, 커버 가스는 금속 수산화물 용융 염을 통해 버블링되어 커버 가스로 재순환될 수 있으며, 특히 커버 가스 내에 옥소산도 제어 성분의 함량, 예를 들어 분압으로 표현되는 함량이 보충될 수 있다. 예를 들어, 옥소산도 제어 성분을 커버 가스에 직접 첨가한 다음 금속 수산화물 용융 염을 통해 버블링할 수 있다. 옥소산도 제어 성분을 포함하는 처리 가스를 커버 가스로 사용하고, 금속 수산화물 용융 염을 통해 커버 가스를 버블 링하여 처리 가스를 커버 가스로 재순환시킴으로써 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도 제어가 용이한 설정이 만들어진다.
예를 들어, 금속 수산화물 용융 염을 통해 가스가 버블링된다. 가스는 불활성 가스, 즉 옥소산도 제어 성분을 포함하지 않는 불활성 가스, 옥소산도 제어 성분이 포함된 처리 가스 또는 기체 형태의 옥소산도 제어 성분일 수 있다. 가스에 옥소산도 제어 성분이 포함된 경우, 금속 수산화물 용융 염을 통해 버블링되는 가스의 부피는 금속 수산화물 용융 염과 접촉하고자 하는 옥소산도 제어 성분의 양을 고려하며, 금속 수산화물 용융 염을 통해 버블링되는 가스의 양은 단위 시간당 금속 수산화물의 용융 염의 부피에 대한 비활성 가스량으로 표시될 수 있으므로 단위는 시간당(또는 h-1)이 될 수 있다. 금속 수산화물 용융 염의 부피를 통해 버블링되는 불활성 기체의 부피는 0.1 h-1 에서 10 h-1, 예를 들어 0.5 h-1 에서 2 h-1의 범위일 수 있다. 기체가 금속 수산화물 용융 염을 통해 버블링될 때, 기포는 특히 금속 수산화물 용융 염의 부피를 통해 버블링되는 기체의 부피가 2 h-1 이상인 경우 금속 수산화물 용융 염의 강제 순환을 생성할 수 있다.
옥소산도 제어 성분은 염이 용융되기 전에 금속 수산화물에 존재할 수 있으며, 따라서 용융된 금속 수산화물 염에도 옥소산도 제어 성분이 존재하게 된다. 그러나 일반적으로 염을 녹이는 데 사용되는 높은 온도와 옥소산도 제어 성분과 다른 성분 간의 반응 가능성으로 인해 시간이 지나도 옥소산도 제어 성분의 함량은 일정하지 않다. 예를 들어, 용융 염에서 옥소산도 제어 성분이 증발할 수 있다.
이 방법은 금속 수산화물 용융 염에서 OH-, O2- 및 H2O 중 적어도 하나의 목표 농도를 추정하는 단계로 구성된다. 금속 수산화물이 용융되는 모든 온도에서 H2O, O2- 및 OH- 중 적어도 하나의 목표 농도를 추정할 수 있다. 일반적으로 목표 농도의 유용한 추정치를 제공하려면 적어도 하나의 온도로 충분하다. 그러나, H2O, O2- 및 OH- 중 적어도 하나의 목표 농도는 금속 수산화물의 염의 녹는점과 끓는점 또는 금속 수산화물의 염의 녹는점과 1000°C 사이의 범위에서 적어도 세 가지 온도에서 추정되는 것이 바람직하다. 온도, 예를 들어 최소 세 가지 온도는 설정의 의도된 온도 작동 범위 내에 있도록 선택하는 것이 바람직하다. 적어도 3개의 온도는 서로 다른 온도이고, 서로 다른 온도는 적어도 10°C 이상 떨어져 있어야 하지만, 온도는 금속 수산화물 염이 용융되는 온도 범위에 걸쳐 분포하는 것이 바람직하며, 예를 들어, 온도는 적어도 50°C, 적어도 100°C 또는 적어도 200°C로 서로 떨어진 지점에서 선택될 수 있다. 예를 들어, 온도는 금속 수산화물의 염의 녹는점부터 금속 수산화물의 염의 녹는점 +100°C 범위의 제1 온도, 예를 들어 “저점 온도”, 제2 온도, 예를 들어 수산화금속 염의 녹는점과 끓는점 사이의 중간점에서 ±50°C 범위의 “중간점 온도”, 및 금속 수산화물 염의 끓는점보다 낮은 100°C에서 금속 수산화물 염의 끓는점까지 범위의 제3 온도, “고점 온도”를 포함할 수 있다. H2O, O2-, 및 OH- 중 적어도 하나의 목표 농도를 금속 수산화물 염의 융점 및 끓는점 범위의 세 가지 온도에서, 특히 그 온도가 적어도 50°C 또는 적어도 100°C로 서로 분리된 경우, 본 발명자들은 목표 농도의 추정치가 해당 금속 수산화물 용융 염의 전체 온도 범위에서 유용하다는 것을 놀랍게도 발견했다. 따라서 이 방법은 금속 수산화염의 전체 온도 범위를 활용할 수 있는 간단한 접근 방식을 제공한다.
일반적으로 목표 농도는 부식이 최소화되도록 부식에 대한 내성이 최적인 재료, 예를 들어 금속 수산화물 용융 염을 포함하는 용기의 라이닝재의 옥소산도 창을 나타내며, 목표 농도는 점 또는 범위일 수 있으며 일반적으로 mol/L 또는 mol/kg으로 표현된다. 목표 농도는 일반적으로 라이닝재의 화학 성분 및 작동 온도 범위와 같은 라이닝재에 따라 달라진다. 일반적인 고니켈 합금의 주성분인 Ni, Cr 및 Fe에 대한 이론적 분석은 800°C에서 NaOH에서 이들의 일반적인 옥소산도 안정도 창을 강조한다. 이를 위해 p(H2O) = -Log[H2O]로 표현되는 H2O 농도는 2.5에서 5.6 사이, 예를 들어 2.5에서 3.1 사이에 포함되어야 한다. 도 2는 Ni, Fe, Cr 금속의 이론적 전위 옥소산도 다이어그램으로, 이론적으로 안정성이 공유되는 영역이 음영 영역으로 강조 표시되어 있다. 두꺼운 윤곽선은 800°C에서 수산화나트륨 용융 염의 안정성 창을 보여준다. 그러나 도 2의 이론적 잠재적 옥소산도 다이어그램은 순수한 Ni, Fe 및 Cr 금속에만 적용된다. 본 발명자들은 이제 약 90 %w/w Ni를 함유하는 합금의 경우, H2O의 옥소산도 범위는 금속 수산화물 용융 염 Kg 당 0.1 내지 40 mmol의 H2O, 바람직하게는 금속 수산화물 용융 염 Kg 당 1 내지 15 mmol의 H2O 범위임을 발견했다. 따라서 특정 라이닝재에 대해 목표 농도를 정의할 수 있다. 목표 농도는 OH-, O2-, H2O 중 하나에 대해 표시하거나, OH-, O2-, H2O 중 두 가지 또는 세 가지 모두를 조합하여 표시할 수 있다. OH-, O2- 및 H2O는 옥소산도에 기여하며, 금속 수산화물 용융 염을 옥소산도 제어 성분을 포함하는 처리 가스와 접촉시키는 것과 함께 OH-, O2- 및 H2O 중 하나, 둘 또는 셋 모두의 목표 농도를 추정함으로써, 특히 헨리의 법칙에 따라 금속 수산화물 용융 염의 산성도를 조절할 수 있으며, 예를 들어 라이닝 재료의 산도 윈도우 내에 있도록 조절할 수 있다. 일반적으로, 옥소산도 제어 성분이 기체 형태로 제공될 때 금속 수산화물 용융 염에 용해되는 옥소산도 제어 성분의 양은 예를 들어 금속 수산화물 용융 염과 접촉하는 옥소산도 제어 성분의 분압에 비례하는 것으로 가정한다(도 3 참조). 이에 따라 라이닝재의 부식이 최소화된다. 구체적인 예에서, 금속 수산화물 용융 염은 라이닝재로 만들어진 내면을 갖는 용기 내에 위치하며, OH-, O2- 및 H2O 중 적어도 하나의 목표 농도는 라이닝재에 대해 정의된다. 본 발명자들이 발견한 처리 가스의 수증기 분압과 수산화나트륨 용융 염의 물 농도 사이의 경험적 상관관계는 도 3에 도시되어 있다.
금속 수산화물 용융 염에 옥소산도 제어 성분을 적용하지 않으면, 특히 금속 수산화물 용융 염이 용기 내에 고정되어 있거나 금속 수산화물 용융 염이 자연 대류에 의해 순환되는 경우 금속 수산화물 용융 염의 부피 전체에 걸쳐 옥소산도의 변화가 제한될 수 있다. 일반적으로 금속 수산화물 용융 염이 용기 내에 고정되어 있는 경우, 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도에 국부적인 변화가 존재할 수 있지만, 용기 벽으로부터 20㎝ 이상, 예를 들어 50㎝ 이상 또는 100㎝ 이상 떨어져 있는 금속 수산화물 용융 염의 산도는 용기 벽의 금속 수산화물 용융 염에 미치는 영향에 제한적인 영향을 미치는 것으로 판단된다. 그러나 부식 위험은 특히 용융 금속 수산화물 염과 용융 금속 수산화물 염과 접촉하는 라이닝재와 같은 재료 사이의 계면과 관련이 있다. 구체적인 예에서, 금속 수산화물 용융 염은 라이닝재로 만들어진 내면을 갖는 용기 내에 위치하며, 옥소산도 제어 성분은 0㎝ 내지 100㎝, 예를 들어 0㎝ 내지 50㎝ 또는 0㎝ 내지 20㎝ 범위의 라이닝재로부터의 거리에 위치한 금속 수산화물 용융 염과 접촉하게 된다. 특히, 100㎝ 이내 또는 50㎝ 이내 또는 20㎝ 이내에 위치한 금속 수산화물 용융 염은 용기 벽, 예를 들어 라이닝재로 만들어진 내면으로부터의 거리를 두고 옥소산도 제어 성분과 접촉할 수 있다. 따라서, 금속 수산화물 용융 염은 예를 들어 용기 내에 고정될 수 있고, 용기 내벽으로부터 100㎝ 이상, 예를 들어 50㎝ 이상 또는 20㎝ 이상의 거리에 위치한 금속 수산화물 용융 염은 용기 내벽으로부터 이 거리를 초과하여 용기 내벽의 재료, 예를 들어 라이닝재의 부식이 제한되기 때문에 옥소산도 제어 성분과 접촉하지 않을 수 있다. 예를 들어, 불활성 캐리어 가스 또는 기체 형태에 포함된 옥소산도 제어 성분은 라이닝재, 예를 들어 금속 수산화물 용융 염을 포함하는 용기의 벽으로부터 0㎝ 내지 100㎝, 예를 들어 0㎝ 내지 50㎝ 또는 0㎝ 내지 20㎝ 범위의 거리에서 또는 거리를 넘어서 금속 수산화물 용융 염을 통해 버블링될 수 있다.
용기는 원하는 크기와 모양을 가질 수 있다. 예를 들어 용기, 특히 보관 용기는 용기 벽으로부터의 거리에 따라 정의된 중앙 부피를 가질 수 있다. 따라서, 용기는 용기 벽까지의 거리가 적어도 20cm, 적어도 50cm 또는 적어도 100cm 인 중앙 부피를 가질 수 있다. 중앙 부피의 금속 수산화물 용융 염은 일반적으로 용기 내벽의 부식에 기여하지 않는 것으로 간주된다. 예시적인 용기 부피는 1m3 내지 10m3의 범위이다. 본 방법의 맥락에서, 용기는 또한 파이프 또는 도관, 예를 들어 용융된 형태의 금속 수산화물 염을 저장 용기에 첨가하기 위한 파이프 또는 도관일 수 있다.
수산화 금속 용융 염의 산업 응용, 특히 수산화 금속 용융 염이 에너지 저장에 사용되는 경우, 수산화 금속 용융 염의 녹는점과 끓는점 사이의 큰 온도 범위를 활용하기 위해 수산화 금속 용융 염에 열을 추가하거나 수산화 금속 용융 염에서 열을 제거할 수 있다. 따라서, 일례에서, 금속 수산화물 용융 염은 용기 내에 위치하며, 용기는 금속 수산화물 용융 염에서 0.1°C/cm 내지 100°C/cm 범위의 온도 구배, 예를 들어 0.1°C/cm 내지 10°C/cm 범위의 거리, 예를 들어 5cm 내지 50cm 범위의 거리에 걸쳐 온도 구배를 생성하도록 구성되는 열원 및/또는 히트 싱크를 포함한다. 다른 관련된 온도 구배는 0.1°C/cm ~ 5°C/cm, 0.15°C/cm ~ 2°C/cm 또는 1°C ~ 5°C/cm 범위이다. 온도 구배는 온도 차이와 온도가 측정되는 지점 사이의 거리로 정의할 수 있다. 일반적으로 온도 차이는 예를 들어 금속 수산화물 용융 염을 나타내는 기준점과 열원 및/또는 방열판을 나타내는 추가 지점에서 적절하게 기록된다.
온도 구배는 방열판으로부터 금속 수산화물 용융 염의 한 지점까지의 거리 또는 열원으로부터 금속 수산화물 용융 염의 한 지점까지의 거리와 같은 거리와 관련하여 표현될 수 있으며, 그 거리는 1㎝ 내지 100㎝, 예를 들어 10㎝ 내지 50㎝의 범위일 수 있다. 따라서, 예를 들어, 방열판에서 금속 수산화물 용융 염의 한 지점까지 또는 열원에서 금속 수산화물 용융 염의 한 지점까지 기록되는 온도 구배는 10cm 이상 1°C ~ 10cm 이상 10°C 또는 50cm 이상 10°C ~ 100°C의 범위 내에 있다. 일반적으로, 금속 수산화물 용융 염에 강제 대류를 생성하기 위해 열을 추가하거나 금속 수산화물 용융 염에서 제거할 수 있고, 이와 같이 금속 수산화물 용융 염이 열원 또는 방열판과 접촉하는 경우, 특히 금속 수산화물 용융 염이 라이닝재, 예를 들어 금속 수산화물 용융 염을 포함하는 용기의 벽으로부터 0㎝~100㎝ 또는 0㎝~50㎝ 범위의 거리에 걸쳐 접촉하거나, 강제 순환을 이용하여 금속 수산화물 용융 염의 균일한 옥소산도를 제공하는 것이 적절하다. 따라서, 본 방법은 용기의 내벽, 예를 들어 라이닝재를 보호할 수 있기 때문에 에너지 저장을 위해 용융 금속 수산화물 염을 대규모로 사용하는 데 특히 유리하다. 구체적인 예에서, 본 방법은 용융 금속 수산화물 용융 염이 위치한 용기를 갖는 에너지 저장 시스템에서 용융 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조절하는 방법이고, H2O, O2-, 및 OH- 중 적어도 하나의 목표 농도는 이론적 계산, 특정 물질, 예를 들어 순수 금속에 대한 사전 지식 또는 본 명세서에 달리 설명된 바와 같이 추정되며, 금속 수산화물 용융 염은 방열판 및/또는 열원으로부터 5cm 내지 20cm 범위의 거리에 걸쳐 0.1°C/cm 내지 10°C/cm 범위의 온도 구배를 생성하도록 구성된 열원으로부터, 적절한 경우, 금속 수산화물 용융 염의 지점까지, 5°C/cm 내지 20cm의 거리에서, 강제 대류에 의해 용기 내에서 순환된다. 예를 들어, 온도 구배는 20cm 거리에서 20°C 이상일 수 있다.
열을 가하고 제거하는 것은 금속 수산화물 용융 염이 MSR에서 조절제로 사용되는 경우에도 마찬가지이다. 예를 들어, 핵분열 반응은 생성된 열을 전기로 변환하기 위해 MSR에서 제거되는 열을 발생시킨다. 금속 수산화물 용융 염이 MSR에서 사용될 때, 열 교환기의 도움으로 금속 수산화물 용융 염에서 열이 일반적으로 제거되고, 따라서 열 교환기는 금속 수산화물 용융 염에 강제 대류를 생성하며, 옥소산도 제어 성분은 금속 수산화물 용융 염이 위치한 MSR의 임의 위치에 첨가될 수 있다. 예를 들어, 옥소산도 제어 성분은 불활성 커버 가스에 포함된 수증기일 수 있으므로, 커버 가스는 처리 가스를 나타내며, 커버 가스는 선택적으로 재활용 루프에서 수증기에 대한 부가점을 포함할 수 있는 금속 수산화물 용융 염을 통해 버블링될 수 있다.
본 방법은 금속 수산화물 용융 염의 다른 용도에서도 유리할 수 있다. 오염된 가스를 금속 수산화물 용융 염과 접촉시켜 작동되는 가스 스트림 정화는 라이닝재가 있는 용기를 갖는 스크러버 유닛에서 작동될 수 있으며, 라이닝재는 본 발명에 개시된 방법론에 의해 보호될 수 있다. 목표 농도의 옥소산도 제어 성분은 버블링을 통해 스크러버 유닛의 용기 내 오염된 가스 스트림과 함께 공급되어 가스 스트림의 정화와 금속 수산화물 용융 염의 산도 조절을 동시에 결정할 수 있다.
금속 수산화물 용융 염은 옥소산도 제어 성분을 함유하는 처리 가스와 접촉할 수 있다. 구체적인 예에서, 옥소산도 제어 성분을 고체 상태에서 승화시켜 처리 가스에 첨가한다. 예를 들어, 나트륨 또는 리튬 산화물과 같은 금속 산화물을 승화시켜 특정 분압의 기체상, 분자 금속 산화물을 생성한 다음 처리 가스와 혼합하여 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 제어하는 데 사용할 수 있다.
또 다른 예에서, 옥소산도 제어 성분은 스프레이 또는 미스트 생성을 통해 액체로서 처리 가스에 첨가된다. 예를 들어, 처리 가스에 물을 분사하여 금속 수산화물 용융 염에 목표 농도의 OH-, O2- 및/또는 H2O를 제공할 수 있는 처리 가스 내 액적 농도에 도달할 수 있다.
금속 수산화물 용융 염의 OH-, O2- 및 H2O의 목표 농도는 원하는 절차를 사용하여 추정할 수 있다. 순수 금속의 경우 과학 문헌에서 목표 농도를 확인할 수 있다(도 2 참조). 그러나, 본 발명자들은 금속이 다른 성분, 예를 들어 합금 금속, 비합금 금속 및/또는 비금속 성분을 포함하는 경우, 예를 들어 탄소, 질소, 산소, 붕소 및/또는 실리콘과 같은 다른 성분이 포함되면, 금속의 순도가 최대 약 99%인 경우에도 다른 성분의 존재는 다른 성분이 없는 순수한 형태의 동일한 금속과 비교하여 전기화학적 특성에 영향을 미치며, 따라서 이러한 성분이 포함된 금속은 해당 순수 금속보다 용융 수산화물에 의해 부식되기 쉽다는 것을 인지했다. 본 발명자들은 금속 수산화물 용융 염 내 옥소산도 제어 성분의 정상 상태 농도를 라이닝재에 대한 수산화물의 부식 공격과 상관시키는 정확한 데이터를 생성하는 방법을 고안했다. 특히 금속 재료마다 개방 회로 전위, 파괴 전위, 부동태화 전위 등에 따라 편광 특성이 달라진다. 이러한 전기 화학적 파라미터의 검출을 통해 연구 환경에서 재료의 부식 요인을 식별할 수 있다. 이 방법은 수성 부식 연구에 사용되는 방법과 유사하며, 금속 수산화물 용융 염의 부식 연구를 위해 수정하여 적용되었다. 이 설정은 관심 있는 물질의 목표 농도를 벤치 규모로 분석할 수 있다는 점에서 특히 유리하다. 약 90%w/w의 니켈을 함유한 예시적인 니켈 합금의 실험 결과는 도 4에 도시되어 있다. 본 발명에 있어서, 세 개의 전극이 금속 수산화물 용융 염과 접촉하는 3전극 배열이 사용될 수 있다. 이 배열은 작업 전극, 기준 전극 및 순수 니켈 또는 용융 수산화물 부식에 대한 저항성이 좋은 것으로 의심되는 니켈 기반 초합금과 같은 다른 적절한 금속으로 만들어진 카운터 전극으로서 관심 라이닝 재질을 포함한다. 예를 들어, 베타 알루미나 나트륨 기준 전극이 기준 전극으로 사용된다. 본 공개에서 보고된 전위는 이 기준 전극을 참조한다. 예시적인 설정은 금속 수산화물 용융 염을 포함하는 불활성 물질의 도가니(예: 흑연으로 만든 도가니)가 배치되는 용기(예: 금속 용기)를 포함하는 고온 전기 화학 전지를 포함한다. 용기에는 실험의 대기, 예를 들어 금속 수산화물 용융 염 위의 대기 제어를 유지하기 위한 뚜껑이 있다. 뚜껑에는 전극을 관통할 수 있는 개구부와 분석할 처리 가스와 같은 가스를 추가 및 제거할 수 있는 가스 유입구 및 가스 배출구가 있다. 모든 개구부는 실험 설정에 따라 적절하게 닫거나 열 수 있다. 가스 유입구는 금속 수산화물 용융 염에 비기체 성분을 첨가하는 데에도 사용할 수 있다. 도 1에 예시적인 전기화학 전지가 도시되어 있다. 이 배열은 전위 대 전류를 전위 역학적 편광으로 측정할 수 있으며, 전기 파라미터를 제어하고 측정하기 위한 센서 및 컴퓨터 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, PARSTAT(영국 햄프셔주 프린스턴 응용 연구)와 같이 컴퓨터로 제어되는 다중 채널 포텐시오스탯/갈바노스탯이 이 배열에 포함될 수 있다. 이 전위차/갈바노스탯은 작업 전극과 기준 전극 사이에 적절한 전류를 전달하여 작업 전극과 기준 전극 사이에 원하는 전위를 자동으로 설정하도록 설정할 수 있다. 작업 전극의 분극은 전위가 지속적으로 변화하도록 정전위 동적으로 이루어질 수 있다. 이러한 변화는 20mV/s 또는 50mV/s의 스윕 속도에서 발생할 수 있다. 편광 다이어그램을 실험적으로 설정하기 전에 개방 회로 조건, 즉 인가 전류가 0인 상태에서 기준 전극에 대한 작업 전극의 부식 전위를 측정할 수 있다. 개방 회로 전위의 대략적인 일정한 값은 몇 분에서 몇 시간 후에 얻을 수 있다. 그런 다음 작업 전극은 개방 회로 전위보다 100mV 더 음의 전위에서 시작하여 투과성 전위까지 양극 분극화될 수 있다. 부식 현상의 확률적 특성으로 인해 편광 테스트는 연구할 각 재료와 사용할 테스트 조건에 대해 최소 세 번 이상 반복할 수 있다. 또한 시료의 편광 테스트 중에 형성된 스케일/부식 생성물은 편광 시 재료가 미세 구조적 변화를 겪는지 평가하기 위해 에너지 분산형 X-선 분광법(EDS)과 결합된 주사 전자 현미경(SEM)과 같은 사후 분석을 사용하여 금속학적으로 검사할 수 있다. 예시적인 설정에서, 조사할 테스트 조건은 처리 가스 내 옥소산도 제어 성분의 목표 농도가 다를 수 있다. 일례로, 아르곤은 건식 또는 습식 운반 가스로 사용될 수 있으며, 예시적인 처리 가스인 습식 아르곤 가스는 예를 들어 30°C ~ 90°C 범위의 온도에서 아르곤을 온도 조절 수조에서 물과 접촉시켜 생성될 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명은 물질에 대한 옥소산도의 창을 결정하는 방법에 있어서,
관심 물질 및 금속 수산화물을 선택하는 단계;
불활성 물질 도가니를 제공하는 단계;
상기 금속 수산화물을 상기 불활성 물질 도가니 내에 적용하고 상기 금속 수산화물을 가열하여 금속 수산화물 용융 염을 제공하는 단계;
상기 관심 물질로 만들어진 작업 전극, 기준 전극 및 불활성 금속으로 만들어진 상대 전극을 제공하는 단계;
상기 작업 전극, 상기 기준 전극 및 상기 상대 전극을 상기 금속 수산화물 용융 염 내에 삽입하는 단계;
상기 금속 수산화물 용융 염 위에 가스를 적용하고 옥소산도 제어 성분을 상기 가스에 추가하는 단계;
상기 작업 전극 및 상기 상대 전극 사이에 전류를 인가하고 상기 작업 전극의 분극 을 기록하는 단계; 및
상기 작업 전극의 상기 분극으로부터 상기 관심 물질의 옥소산도의 창을 결정하는 단계;
를 포함하는, 물질에 대한 옥소산도의 창을 결정하는 방법에 관련된다.
일 실시예에서, 물질에 대한 옥소산도의 창을 결정하는 방법에 있어서,
관심 물질 및 금속 수산화물을 선택하는 단계;
불활성 물질 도가니를 제공하는 단계;
상기 금속 수산화물을 상기 불활성 물질 도가니 내에 적용하고 상기 금속 수산화물을 가열하여 금속 수산화물 용융 염을 제공하는 단계;
상기 관심 물질로 만들어진 쿠폰을 상기 금속 수산화물 용융 염에 삽입하는 단계;
처리 가스에 옥소산도 제어 성분을 추가하고 상기 처리 가스를 상기 금속 수산화물 용융 염에 접촉하는 단계;
상기 쿠폰의 무게의 감소로부터 상기 물질의 옥소산도의 창을 결정하는 단계;
를 포함하는, 물질에 대한 옥소산도의 창을 결정하는 방법이 제공된다.
물질의 옥소산도 창을 결정하는 상기 두 가지 방법, 즉 제1 양태의 금속 수산화물 용융 염에서 H2O, O2-, 및 OH- 중 적어도 하나의 목표 농도를 추정하는 방법은 용융 염의 옥소산도를 조절하는 방법에 적합하며, 관심 물질은 금속 수산화물 용융 염을 담기 위한 용기의 라이닝재일 수 있다. 금속 수산화물은 임의의 금속 수산화물, 예를 들어 알칼리 금속 또는 흙 알칼리 금속의 수산화물일 수 있으며, 옥소산도 제어 성분은 상기와 같이 정의될 수 있다. 불활성 재료는 흑연과 같이 용융 수산화물 부식에 대한 저항성이 좋은 것으로 의심되는 모든 재료일 수 있다.
상기 방법은 옥소산도의 창을 추정하는 데 적합하다. 제1 실시예에서는, 관심 물질의 옥소산도 창은 작업 전극의 분극으로부터 결정된다. 제2 실시예에서는, 이는 다양한 옥소산도 범위에서 쿠폰의 무게 감소를 측정하여 재료의 부식 속도를 측정하는 방식으로 이루어진다. 금속 수산화물은 임의의 금속 수산화물, 예를 들어 알칼리 금속 또는 흙 알칼리 금속의 수산화물일 수 있다.
따라서, 선택된 재료의 쿠폰이 예를 들어 제어된 분압에서 옥소산도 제어 성분을 포함하는 처리 가스와 접촉된 금속 수산화물 용융 염에 노출되기 전과 후의 무게 차이를 측정함으로써 부식 속도를 얻을 수 있다. 예를 들어, 부식 속도는 쿠폰의 두께를 기준으로 시간당 길이 단위(예: mm/년, mm/y)로 표시할 수 있다. 그런 다음 재료의 옥소산도 창, 즉 부식이 가장 적게 일어나는 옥소산도 범위로 결정된다. 현재 상황에서 일반적으로 0.1mm/년의 부식 속도는 MSR, 에너지 또는 열 저장 용기 또는 용융 수산화물로 작동하는 스크러버 장치에 사용되는 재료에 허용되는 것으로 간주된다.
상대 전극은 니켈, 예를 들어 순수 니켈 또는 용융 수산화물 부식에 대한 우수한 저항성을 갖는 것으로 의심되는 니켈 기반 초합금과 같은 금속과 같이 용융 수산화물 부식에 대한 우수한 저항성을 갖는 것으로 의심되는 임의의 금속으로 제조될 수 있다. 기준 전극은 알루미나(예: 베타 알루미나 나트륨 기준 전극)를 기반으로 할 수 있다.
따라서, 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 추정하고, 제어된 분압에서 금속 수산화물 용융 염과 옥소산도 제어 성분을 포함하는 처리 가스를 접촉시킴으로써, 라이닝재에 대해 산성도의 윈도우, 즉 산성 중성 조건을 제공하여 금속 수산화물 용융 염에 의한 라이닝재의 부식을 최소화할 수 있다. 예를 들어, 옥소산도 제어 성분은 수증기일 수 있으며, 수증기는 처리 가스에 첨가되어 처리 가스 내에 물의 분압을 제공할 수 있다. 금속 수산화물 용융 염은 압력이 증가하더라도 물의 끓는점보다 훨씬 높은 온도에 있으며, 처리 가스에 첨가되는 물은 금속 수산화물 용융 염의 조건에 관계없이 증기 형태가 된다. 처리 가스의 수증기 농도는 체적 백분율로 표시할 수 있으며, 처리 가스의 수증기 농도는 자유롭게 선택할 수 있다. 예를 들어, 처리 가스의 수증기 농도는 5%V/V ~ 95%V/V 범위일 수 있다. 이에 따라 처리 가스 내 불활성 캐리어의 농도는 95%V/V ~ 5%V/V 범위일 수 있다. 그러나 일반적으로 수증기는 처리 가스의 분압을 기준으로 설명된다. 수증기의 분압은 예를 들어 0.01바~2바(예: 0.02바~0.5바)의 범위일 수 있다. 본 방법의 특정 예에 적합한 수증기의 분압 및 처리 가스의 양은 금속 수산화물 용융 염에서 OH-, O2- 및 H2O 중 적어도 하나의 목표 농도의 추정치에 의해 결정된다.
구체적인 예에서, 옥소산도 제어 성분은 수증기이며, 수증기는 처리 가스에 첨가되어 처리 가스 내에 물의 분압을 제공한다. 예를 들어, 처리 가스를 물과 접촉시켜 수증기를 처리 가스에 추가할 수 있다. 물과 처리 가스를 접촉시키는 임의의 방법이 사용될 수 있으며, 일례로, 처리 가스는 수조(예: 온도 조절 수조)를 통해 버블링된다. 수조를 통해 버블링되는 처리 가스는 수분 함량이 없는 불활성 캐리어 가스일 수도 있고, 처리 가스에 이미 미량의 수증기, 특히 목표 농도보다 낮은 양의 수분이 포함되어 있을 수도 있다. 수조를 통해 처리 가스를 버블링한 후, 이제 수증기가 포함된 처리 가스가 금속 수산화물 용융 염과 접촉하게 된다. 처리 가스 내 수증기의 분압은 수조의 온도 제어, 수조 내 처리 가스의 체류 시간 제어, 수조 내 처리 가스의 압력 제어 중 적어도 하나에 의해 제어될 수 있다. 일반적으로 수조는 수조 내의 물이 액체가 되기 위해 물의 끓는점보다 낮은 온도에 있다. 처리 가스에서 물의 적절한 분압을 얻기 위한 최적의 온도 범위는 25°C~90°C(예: 30°C~50°C) 범위이다.
본 발명의 임의의 실시예는 본 발명의 임의의 양상에서 사용될 수 있으며, 특정 실시예에 대한 임의의 장점은 특정 양상에서 실시예가 사용될 때 동일하게 적용된다.
이하에서 본 발명이 다음과 같은 개략적인 도면 및 예시의 도움을 받아 더 자세히 설명될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 금속 수산화물 용융 염에서 OH-, O2- 및 H2O 중 적어도 하나의 목표 농도를 추정하기 위한 전기화학 전지를 도시한다.
도 2는 Ni, Fe 및 Cr에 대한 잠재적 옥소산도 다이어그램을 도시한다.
도 3은 처리 가스의 물 분압과 수산화나트륨 용융 염의 정상 상태 H2O 농도 사이의 경험적 상관 관계를 도시한다.
도 4는 600°C의 용융 NaOH에서 Ni 합금에 대해 측정된 전위차 데이터를 도시한다.
도 5는 용융 NaOH 내의 Ni 합금의 부식률을 도시한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예에 제한되지 않는다. 따라서, 첨부된 청구범위에 언급된 특징 뒤에 참조 기호가 붙는 경우, 이러한 기호는 청구범위의 이해도를 향상시키기 위한 목적으로만 포함되며 청구범위의 범위를 어떤 식으로든 제한하지 않는다는 점을 이해해야 한다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어 “포함하는”은 “적어도 일부로 구성되는” 을 뜻한다. "포함하는"이라는 용어를 포함하는 본 명세서 및 청구범위의 기재를 해석할 때, 각 기재에서 이 용어가 앞에 붙은 특징 외에 다른 특징도 존재할 수 있다. “포함하다”, “포함된”과 같은 관련된 용어도 유사한 방식으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 금속 수산화물 용융 염에서 OH-, O2- 및 H2O 중 적어도 하나의 목표 농도를 추정하기 위한 전기화학 전지를 도시한다.
도 2는 Ni, Fe 및 Cr에 대한 잠재적 옥소산도 다이어그램을 도시한다.
도 3은 처리 가스의 물 분압과 수산화나트륨 용융 염의 정상 상태 H2O 농도 사이의 경험적 상관 관계를 도시한다.
도 4는 600°C의 용융 NaOH에서 Ni 합금에 대해 측정된 전위차 데이터를 도시한다.
도 5는 용융 NaOH 내의 Ni 합금의 부식률을 도시한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예에 제한되지 않는다. 따라서, 첨부된 청구범위에 언급된 특징 뒤에 참조 기호가 붙는 경우, 이러한 기호는 청구범위의 이해도를 향상시키기 위한 목적으로만 포함되며 청구범위의 범위를 어떤 식으로든 제한하지 않는다는 점을 이해해야 한다.
본 명세서 및 청구범위에서 사용된 용어 “포함하는”은 “적어도 일부로 구성되는” 을 뜻한다. "포함하는"이라는 용어를 포함하는 본 명세서 및 청구범위의 기재를 해석할 때, 각 기재에서 이 용어가 앞에 붙은 특징 외에 다른 특징도 존재할 수 있다. “포함하다”, “포함된”과 같은 관련된 용어도 유사한 방식으로 해석되어야 한다.
본 발명은 용융 금속 수산화물 염의 옥소산도를 조정하는 방법에 관련된다. 상기 방법은 이하의 한정하지 않는 예시를 통해 설명된다.
예시 1
처리 가스의 물 분압과 수산화나트륨 용융 염의 정상 상태 H2O 농도 사이의 상관 관계를 결정하기 위한 실험이 설정되었다. 구체적으로, 순수 니켈로 만든 용기에 담긴 흑연 도가니에 NaOH를 첨가했다. 상기 용기는 가스를 첨가하기 위한 개구부 및 가스를 제거하기 위한 개구부를 갖는 뚜껑을 가지고 있어 도가니 위의 가스의 조성이 제어될 수 있도록 했고, 상기 용기는 온도계와 가스 분석기 프로브를 위한 개구부도 갖는다. 미네랄울이 담긴 용기에 용기를 넣고 미네랄울 안의 열선에 전류를 흘려 가열한 후 도가니를 600°C로 가열하여 수산화나트륨을 녹였다. 수산화나트륨이 용융되면 도가니 위 가스 중의 수증기 양을 점차적으로 증가시키고, 가스 중의 수분 함량을 증가시킨 후 용융된 수산화나트륨 중의 수분 함량을 측정하였다. 결과는 도 3에 나와 있으며, 이는 가스 내 수증기와 용융 수산화나트륨 내 수분 함량 사이의 선형 상관 관계가 관찰되었음을 도시한다.
예시 2
70%w/w 이상의 니켈을 함유한 두 개의 고Ni 함량 상용 합금을 분석하여 목표 농도를 결정한다. 하나의 합금은 약 90%w/w 니켈 및 철, 망간, 규소, 구리, 및 탄소를 함유한다. 비록 철, 망간, 규소, 구리 및 탄소가 미량으로 간주될 수 있는 양으로 존재하더라도 그 양은 합금을 분석하여 목표 농도를 결정하는 데 충분하다. 다른 합금에는 70%w/w 이상의 니켈, >10%w/w의 크롬, >5%w/w의 철 및 기타 구성 요소가 포함되어 있다. 이러한 합금에 대한 H2O, O2- 및 OH-의 목표 농도는 순수한 형태의 개별 구성 요소의 목표 농도로부터 예측할 수 없다.
두 합금의 샘플은 예시적인 금속 수산화물 염인 수산화나트륨을 사용하여 흑연 기준 도가니에서 분석되었다. 분석은 수산화나트륨의 융점 범위와 900°C 범위의 온도에서 수행되었다. 옥소산도 조정 성분으로 수증기를 사용하였으며, 도 3에 도시된 상관관계로부터 수산화나트륨 용융 염 중의 수분량을 구하였다.
구체적으로, 두 합금은 도 1에 도시된 바와 같이 전기화학 셀(1)에서 분석되었다. 니켈 함량이 90%w/w 이상인 합금은 Q-metal에서 직경 1mm의 와이어로 공급하였고, 니켈 함량이 70%w/w 이상인 합금은 머크에 의해 직경 1mm의 와이어로 공급하였다. 전기화학 셀(1)은 흑연으로 만들어진 도가니(20)를 포함하는 순수 니켈로 만들어진 용기(2)를 갖는다. 도가니(20)에 NaOH 펠릿을 넣고 도가니(20)가 있는 용기(2)를 절연재인 미네랄울(23)이 담긴 용기에 넣고 구리로 만든 열선(231)에 전류를 가하여 가열하여 NaOH를 녹이고, 금속 수산화물 용융 염(3)을 제공한다. NaOH는 600°C에서 공칭 순도가 98% 이상인 Honeywell에서 공급되었다.
용기(2)는 전지 지지체(24) 위에 장착된 뚜껑(21)을 갖고, 뚜껑(21)은 작업 전극(11), 기준 전극(12), 상대 전극(13) 및 열전대(14)는 물론 가스 유입구(41) 및 가스 배출구(42)를 갖는다. 개구부(22)는 금속 수산화물 용융 염(3)과 적절하게 접촉하는 임의의 품목 또는 장치에 사용될 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 가스 유입구(41)와 가스 배출구(42)에는 분석할 처리 가스를 추가/제거하기 위한 스테인레스 스틸 파이프와 펌프가 포함되어 있다.
작업 전극(11)은 분석 대상 합금 중 하나로 만들어졌고, 기준 전극(12)과 상대 전극(13)은 순수 니켈로 만들어졌다. 기준 전극(12)은 베타-알루미나(121)의 막(121)에 포함되었다. 전극(11, 12, 13)은 컴퓨터(미도시)에 의해 제어되는 PARSTAT 다중 채널 전위차계/갈바노스타트(미도시)에 연결되었다. 작업 전극(11)과 상대 전극(13) 사이에 직류 전류를 흘려 작업 전극과 기준 전극 사이의 전위를 유지하도록 전위차계/갈바노스타트(Potentiostat/galvanostat)를 설치하고, 전위를 연속적으로 변화시켜 작업 전극(11)의 분극을 분석하였다. 특히 변화는 20mV/s 또는 50mV/s의 스위프 속도에서 발생했다.
분극 다이어그램이 실험에 의해 확립되기 전에 개방 회로 조건, 즉 인가된 전류가 0인 기준 전극(12)에 대해 작업 전극(11)의 부식 전위가 결정되었다. 개방 회로 전위의 대략적인 상수 값은 일반적으로 몇 분 후에 달성되었다. 그 다음, 작업 전극(11)은 개방 회로 전위보다 100mV 더 음의 전위에서 시작하여 통과 부동태 전위까지 양극 분극되었다. 부식 현상의 확률적 특성으로 인해 각 작업 전극(11) 재료에 대해 분극 테스트를 3회 반복했다.
또한, 시험 합금에 대한 분극 시험 중 스케일/부식 생성물의 형성을 금속학적으로 검사하고, 에너지 분산형 X-선 분광법(SEM/EDS)과 결합된 주사 전자 현미경을 사용한 사후 분석을 사용하여 재료가 분극 후 미세 구조 변화를 겪는지 평가하였다.
아르곤이 운반 가스로서 사용되었으며, 예시적인 처리 가스로서 습성 아르곤은 36°C, 50°C 또는 90°C의 온도에서 수조(미도시)를 통해 아르곤을 버블링함으로써 생성되었다. 습성 아르곤은 가스 유입구(41)를 통해 용기(2) 내로 도입되었다. 주변 압력에서 압력을 유지하기 위해, 과잉 가스가 가스 배출구(42)를 통해 용기(2)로부터 제거되었다.
이 실제 예시의 결과는 주어진 재료에 대한 최적의 옥소산도 창을 찾는 방법론을 보여 주지만 결과는 완전하지는 않다. 옥소산도 창을 정확하게 평가하기 위해 다양한 테스트 조건이 평가될 수 있다. 또한, 이 예에서는 용융 염의 한 온도를 사용했지만, 온도 과도 현상을 고려하기 위한 실제 상업적 환경에서 적합한 옥소산도 창을 정의하기 위해 여러 온도를 적절하게 평가할 수 있다.
약 90%w/w 니켈을 함유한 니켈 합금에 대한 결과가 도 4에 도시되어 있으며, 결정된 전류 대 전위의 변화를 보여준다. 용융 염 내 물의 정상 상태 농도를 조정하는 데 사용된 처리 가스 내 서로 다른 물 분압(ppH2O)에서 동일한 유형의 샘플에 대해 서로 다른 전기화학적 반응이 획득되었다. 서로 다른 프로필을 비교함으로써, 발명자들은 전체 규모 설정의 옥소산도 제어에 사용되는 목표 옥소산도 조건을 정의했다. 도 4는 총 압력 1atm의 커버 가스에서 ppH2O=5.5968%에 대한 명확한 부식 완화를 보여준다. 플롯의 두 가지 주요 특징은 물 분압을 조정하여 개선되었음을 도시한다. 먼저, 0.4~1.2V 사이의 전위 영역의 피크가 부식 전위 영역에 할당된다. 전위가 높을수록 작동 조건에서 재료의 부식에 대한 저항성이 높아진다. 용융 염에 물을 첨가하지 않은 것에 대응되는 검은색 선은 0.6V에서 부식 전위 피크로 가장 나쁜 성능을 나타냈다. 염은 옥소염기성이 높아 샘플을 쉽게 부식시켰다. 특히, 처리 가스에 과도한 양의 ppH2O가 있으면 비록 그 정도는 낮지만 샘플의 부식을 제대로 완화하지 못했다. 파란색과 녹색 선은 염의 옥소산성 조건에 해당하며 약 0.77V의 부식 가능성을 결정한다. 마지막으로 빨간색 선은 목표 옥소산도를 주의 깊게 제어하여 달성할 수 있는 부식 완화를 보여준다. 이러한 조건 하에서, 발명자들은 용융 염이 옥소중성 조건, 즉 선택된 라이닝재에 대해 옥소염기와 옥소산성 사이에 있다고 믿는다. 이 옥소산도 창에서, 부식 전위 피크는 1.1V의 값에 도달하여 크게 증가할 수 있다.
또한 플롯의 다른 영역은 올바른 물 목표 농도에 의해 달성된 부식 완화를 보여준다. 1.2V~2V의 전위영역에서는 보호 패시브 층이 형성되는 것을 관찰할 수 있다. 전류가 낮을수록 보호 패시베이션(passivation)이 강해진다. 라이닝재에 대한 올바른 목표 농도를 사용하면, 공기/수분에 노출된 기존 스테인리스 스틸에서 얻은 Cr 산화물 부동태화 층과 유사하게, 재료의 표면 화학이 안정화되어 표면 아래의 부식되지 않은 재료 층을 보호하는 안정적인 금속 산화물이 표면에 형성될 수 있다. 플롯의 이 영역에서 첫 번째 ppH2O(빨간색 선)가 부식으로부터 보호하는 데 가장 좋은 성능을 보이는 반면, 옥소염기성 영역(검은색 선)은 재료에 안정한 산화물 층의 형성을 촉진하는 데 최악이라는 것을 알 수 있고, 두 번째(녹색) 및 세 번째(파란색) ppH2O 농도는 옥소산성 조건 및 유사한 부분 보호 효과를 결정한다는 것을 알 수 있다.
예시 3
예시 2에서도 사용된 것과 같이 90% 니켈 합금을 분석하기 위한 실험을 설정하였다. 합금 샘플을 예시적인 금속 수산화물 염인 수산화나트륨과 함께 알루미나 도가니에서 분석하였다. 분석은 수산화나트륨의 융점 범위와 900°C 범위의 온도에서 수행되었다. 옥소산도 조정 성분으로 수증기를 사용하였으며, 도 3에 도시된 상관관계로부터 수산화나트륨 용융 염 중의 수분량을 구하였다.
구체적으로는 알루미나 도가니에 NaOH 펠릿을 넣고 절연재인 미네랄울이 담긴 용기에 도가니를 넣은 후 도가니 주위에 감겨 있는 구리 열선에 전류를 가하여 가열하여 NaOH를 녹여 금속 수산화물 용융 염을 제공하였다. NaOH는 600°C에서 공칭 순도가 98% 이상인 Honeywell에서 공급되었다.
합금은 두께 3mm, 길이 20mm, 폭 7mm의 쿠폰으로 Q-metal에서 공급되었다. 쿠폰을 세척하고 건조시킨 후 무게를 측정한 다음 용융된 NaOH에 삽입하였다. 일주일 후에 쿠폰을 용융된 NaOH에서 제거하고, 쿠폰을 주위 온도로 냉각하고 무게를 측정하기 전에 쿠폰 표면에서 용융 NaOH의 잔류물을 제거하였다. 각 쿠폰의 중량 손실을 기록하고 쿠폰의 표면적(즉, 길이와 너비의 곱)을 기준으로 mg/cm2 단위로 표현하였다. 용융된 NaOH에 노출된 기간으로부터 부식속도를 계산하고 쿠폰의 두께에 비례하여 mm/년(mm/y) 단위로 표현하였다. 결과는 도 5에 도시되어 있으며, 이는 ±0.1mm/y 부식 속도로 결정된 다양한 옥소산도 수준에서 중량 변화와 부식 속도를 보여준다. 용융 염 내 물의 정상 상태 농도를 조정하는 데 사용된 처리 가스 내 서로 다른 물 분압(ppH2O)에서 동일한 유형의 샘플에 대해 서로 다른 부식 속도가 획득되었다. 도 5는 무게변화와 유도결합플라즈마광방출분광법(ICP-OES) 결과를 나타낸 것이다. 중량 변화 계산에서 가장 낮은 부식 속도는 p[H2O]가 2.27인 0mm/y로 확인되었다.
1
전기화학 전지
2 용기
20 도가니
21 뚜껑
22 개구부
23 절연재
231 열선
24 전지 지지체
3 금속 수산화물 용융 염
11 작업 전극
12 기준 전극
121 막(membrane)
13 상대 전극
14 열전대(thermocouple)
41 가스 유입구
42 가스 배출구
2 용기
20 도가니
21 뚜껑
22 개구부
23 절연재
231 열선
24 전지 지지체
3 금속 수산화물 용융 염
11 작업 전극
12 기준 전극
121 막(membrane)
13 상대 전극
14 열전대(thermocouple)
41 가스 유입구
42 가스 배출구
Claims (19)
- 금속 수산화물 용융 염의 옥소산도(oxoacidity)를 조정하는 방법에 있어서,
금속 수산화물 용융 염 내의 H2O, O2- 및 OH- 중 적어도 하나의 목표 농도를 추정하는 단계;
옥소산도 제어 성분을 제공하는 단계; 및
상기 옥소산도 제어 성분을 상기 금속 수산화물 용융 염과 접촉시켜 상기 금속 수산화물 용융 염의 상기 옥소산도를 조정하는 단계;
를 포함하는,
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법. - 제1항에 있어서,
상기 옥소산도 제어 성분은 불활성 캐리어 가스(inert carrier gas)를 포함하는 처리 가스 내에 제공되고,
상기 방법은, 상기 옥소산도 제어 성분을 포함하는 상기 처리 가스를 상기 금속 수산화물 용융 염과 접촉시켜 상기 금속 수산화물 용융 염의 상기 옥소산도를 조정하는 단계; 를 더 포함하는,
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법. - 제2항에 있어서,
상기 옥소산도 제어 성분은 수증기(water vapour)이고, 상기 수증기는 상기 처리 가스에 추가되어 상기 처리 가스 내의 물의 분압(partial pressure)을 제공하는,
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법. - 제3항에 있어서,
상기 수증기는 상기 처리 가스를 수조에 버블링(bubbling)하는 것에 의해 상기 처리 가스에 추가되고, 상기 처리 가스 내의 상기 수증기의 상기 분압은 (i)상기 수조의 온도를 제어하는 것, (ii)상기 수조 내의 상기 처리 가스의 체류 시간을 제어하는 것, 및 (iii)상기 수조 내의 상기 처리 가스의 압력을 제어하는 것 중 적어도 하나에 의해 제어되는,
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법. - 제2항에 있어서,
상기 옥소산도 제어 성분은, 상기 옥소산도 제어 성분의 고체 상태로부터의 승화(sublimation)에 의해 상기 처리 가스에 추가되는,
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법. - 제2항에 있어서,
상기 옥소산도 제어 성분은, 스프레이 또는 미스트(mist) 생성을 통해 액체로서 상기 처리 가스에 추가되는,
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법. - 제2항에 있어서,
상기 옥소산도 제어 성분은, H2O, H2 및 HF 중 선택되는,
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법. - 제1항 내지 제7항에 있어서,
상기 금속 수산화물 용융 염은 라이닝재(lining material)로 제작된 내부 표면을 갖는 용기에 위치하고, OH-, O2- 및 H2O 중 적어도 하나의 상기 목표 농도는 라이닝재에 대해 정의되는,
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법. - 제8항에 있어서,
상기 금속 수산화물 용융 염은 고정식(stationary)이거나, 상기 용기 내에서 강제 대류(forced convection) 또는 강제 순환(forced circulation)에 의해 순환되는,
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법. - 제8항 또는 제9항에 있어서,
상기 옥소산도 제어 성분은 상기 라이닝재로부터 0cm에서 100cm 범위의 거리에 위치한 상기 금속 수산화물 용융 염에 접촉하는,
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법. - 제8항 또는 제10항에 있어서,
상기 용기는, 상기 금속 수산화물 용융 염 내에서 0.1℃/cm에서 10℃/cm 범위의 온도 구배를 생성하도록 구성된 열원 및/또는 히트 싱크(heat sink)를 포함하는,
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법. - 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 금속 수산화물 용융 염 위의 커버 가스는 주위 압력(ambient pressure)보다 높은 압력으로 유지되는,
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법. - 제12항에 있어서,
상기 커버 가스는 상기 처리 가스인,
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법. - 제2항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 처리 가스는 상기 금속 수산화물 용융 염을 통해 버블링되는,
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법. - 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
H2O, O2- 및 OH- 중 적어도 하나의 상기 목표 농도는 상기 금속 수산화물 염의 녹는점과 끓는점 사이의 범위 내의 적어도 세 개의 다른 온도에서 추정되는,
금속 수산화물 용융 염의 옥소산도를 조정하는 방법. - 물질에 대한 옥소산도의 창을 결정하는 방법에 있어서,
관심 물질 및 금속 수산화물을 선택하는 단계;
불활성 물질 도가니를 제공하는 단계;
상기 금속 수산화물을 상기 불활성 물질 도가니 내에 적용하고 상기 금속 수산화물을 가열하여 금속 수산화물 용융 염을 제공하는 단계;
상기 관심 물질로 만들어진 작업 전극, 기준 전극 및 불활성 금속으로 만들어진 상대 전극을 제공하는 단계;
상기 작업 전극, 상기 기준 전극 및 상기 상대 전극을 상기 금속 수산화물 용융 염 내에 삽입하는 단계;
상기 금속 수산화물 용융 염 위에 가스를 적용하고 옥소산도 제어 성분을 상기 가스에 추가하는 단계;
상기 작업 전극 및 상기 상대 전극 사이에 전류를 인가하고 상기 작업 전극의 분극을 기록하는 단계; 및
상기 작업 전극의 상기 분극으로부터 상기 관심 물질의 옥소산도의 창을 결정하는 단계;
를 포함하는,
물질에 대한 옥소산도의 창을 결정하는 방법. - 제16항에 있어서,
상기 옥소산도 제어 성분은, H2O, H2 및 HF 중 선택되는,
물질에 대한 옥소산도의 창을 결정하는 방법. - 물질에 대한 옥소산도의 창을 결정하는 방법에 있어서,
관심 물질 및 금속 수산화물을 선택하는 단계;
불활성 물질 도가니를 제공하는 단계;
상기 금속 수산화물을 상기 불활성 물질 도가니 내에 적용하고 상기 금속 수산화물을 가열하여 금속 수산화물 용융 염을 제공하는 단계;
상기 관심 물질로 만들어진 쿠폰을 상기 금속 수산화물 용융 염에 삽입하는 단계;
처리 가스에 옥소산도 제어 성분을 추가하고 상기 처리 가스를 상기 금속 수산화물 용융 염에 접촉하는 단계;
상기 쿠폰의 무게의 감소로부터 상기 물질의 옥소산도의 창을 결정하는 단계;
를 포함하는,
물질에 대한 옥소산도의 창을 결정하는 방법. - 제18항에 있어서,
상기 옥소산도 제어 성분은, H2O, H2 및 HF 중 선택되는,
물질에 대한 옥소산도의 창을 결정하는 방법.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP21201498.9 | 2021-10-07 | ||
| EP21201498 | 2021-10-07 | ||
| PCT/EP2022/077932 WO2023057623A1 (en) | 2021-10-07 | 2022-10-07 | A method of adjusting oxoacidity |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20240074862A true KR20240074862A (ko) | 2024-05-28 |
Family
ID=78413592
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020247015010A KR20240074853A (ko) | 2021-10-07 | 2022-10-07 | 옥소산도의 조정 방법 |
| KR1020247015259A KR20240074862A (ko) | 2021-10-07 | 2022-10-07 | 옥소산도를 조정하는 방법 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020247015010A KR20240074853A (ko) | 2021-10-07 | 2022-10-07 | 옥소산도의 조정 방법 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (2) | EP4413597A1 (ko) |
| JP (1) | JP2024536384A (ko) |
| KR (2) | KR20240074853A (ko) |
| AU (1) | AU2022358954A1 (ko) |
| CA (1) | CA3233849A1 (ko) |
| WO (2) | WO2023057622A1 (ko) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2899675T3 (es) | 2017-06-16 | 2022-03-14 | Seaborg Aps | Reactor de sales fundidas |
| KR20210121123A (ko) | 2019-01-31 | 2021-10-07 | 시보그 에이피에스 | 용융염 원자로를 위한 구조재 |
-
2022
- 2022-10-07 CA CA3233849A patent/CA3233849A1/en active Pending
- 2022-10-07 WO PCT/EP2022/077931 patent/WO2023057622A1/en active Application Filing
- 2022-10-07 KR KR1020247015010A patent/KR20240074853A/ko unknown
- 2022-10-07 AU AU2022358954A patent/AU2022358954A1/en active Pending
- 2022-10-07 KR KR1020247015259A patent/KR20240074862A/ko unknown
- 2022-10-07 JP JP2024520906A patent/JP2024536384A/ja active Pending
- 2022-10-07 EP EP22800233.3A patent/EP4413597A1/en active Pending
- 2022-10-07 WO PCT/EP2022/077932 patent/WO2023057623A1/en active Application Filing
- 2022-10-07 EP EP22799952.1A patent/EP4413596A1/en active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4413596A1 (en) | 2024-08-14 |
| CA3233849A1 (en) | 2023-04-13 |
| AU2022358954A1 (en) | 2024-04-18 |
| WO2023057622A1 (en) | 2023-04-13 |
| EP4413597A1 (en) | 2024-08-14 |
| JP2024536384A (ja) | 2024-10-04 |
| KR20240074853A (ko) | 2024-05-28 |
| WO2023057623A1 (en) | 2023-04-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ding et al. | Molten chloride salts for next generation CSP plants: Electrolytical salt purification for reducing corrosive impurity level | |
| Encinas-Sánchez et al. | Electrochemical impedance spectroscopy (EIS): An efficient technique for monitoring corrosion processes in molten salt environments in CSP applications | |
| Sun et al. | Assessment of effects of Mg treatment on corrosivity of molten NaCl-KCl-MgCl2 salt with Raman and Infrared spectra | |
| Federsel et al. | High-temperature and corrosion behavior of nitrate nitrite molten salt mixtures regarding their application in concentrating solar power plants | |
| Bauer et al. | Material aspects of Solar Salt for sensible heat storage | |
| Sun et al. | Point defect model for passivity breakdown on hyper-duplex stainless steel 2707 in solutions containing bromide at different temperatures | |
| Ong et al. | Review of the solubility, monitoring, and purification of impurities in molten salts for energy storage in concentrated solar power plants | |
| Xiang et al. | A mechanistic model for pipeline steel corrosion in supercritical CO2–SO2–O2–H2O environments | |
| Guo et al. | Multielectrode array sensors to enable long-duration corrosion monitoring and control of concentrating solar power systems | |
| De Motte et al. | Near surface pH measurements in aqueous CO2 corrosion | |
| US20090101522A1 (en) | High Temperature Electrochemical Characterization of Molten Metal Corrosion | |
| Ning et al. | Construction and verification of pourbaix diagrams for hydrogen sulfide corrosion of mild steel | |
| Luo et al. | Corrosion behavior of SS316L in ternary Li2CO3–Na2CO3–K2CO3 eutectic mixture salt for concentrated solar power plants | |
| Choi et al. | Effect of Mg dissolution on cyclic voltammetry and open circuit potentiometry of molten MgCl2–KCl–NaCl candidate heat transfer fluid for concentrating solar power | |
| Guo et al. | Corrosion mechanisms of nickel-based alloys in chloride-containing hydrofluoric acid solution | |
| Ghaznavi et al. | Electrochemical corrosion studies in molten chloride salts | |
| Knosalla et al. | Investigation on the Corrosion Behavior of Nickel‐Base Alloys in Molten Chlorides for Sensible Heat Energy Applications | |
| Encinas-Sánchez et al. | Corrosion monitoring of 321H in contact with a quaternary molten salt for parabolic trough CSP plants | |
| Hu et al. | Corrosion behavior and mechanism of 316 stainless steel in NaCl-KCl-ZnCl2 molten salts at high temperature | |
| Swain et al. | Redox behavior of moisture in LiCl-KCl eutectic melts: a cyclic voltammetry study | |
| Kupka et al. | Studies on hydrogen diffusivity in iron aluminides using the Devanathan–Stachurski method | |
| Chan et al. | Corrosion electrochemistry of chromium in molten FLiNaK salt at 600° C | |
| Bonk et al. | Effect of gas management on corrosion resistance in molten solar salt up to 620° C: Corrosion of SS316-types and SS347 | |
| Zuo et al. | Electrochemical study of Eu (III)/Eu (II) in LiF-BeF2 molten salt | |
| Gore et al. | Early-stage corrosion of IN 740H alloy in eutectic NaCl-KCl molten salt at high temperatures |