The corrosion behaviour of NiAl in Molten Carbonate at 650°C

In Molten Carbonate Fuel Cells (MCFC) the separator plates in a stack are exposed to severe conditions. The normal operating temperature of a MCFC is 650°C, while the electrolyte consists of an eutectic mixture of 62/38 Li2CO3/K2CO3. On one side the separator plate material is in contact with a reducing atmosphere and on the other side it is an oxidising atmosphere. Due to the application of a wet seal the material is also in contact with the molten carbonate. A wide range of materials is therefore being investigated to enable a justified materials selection either as base material or as coating. NiAl is one of the investigated materials, which has promising properties, due to the possible formation of a protective oxide LiAlO2 layer. A comparison will be made with data available for pure Ni, with special emphasis on the protective character of the oxide layer based on quasi-stationary polarisation curves, exposure tests at open circuit potential and quenching experiments, incorporating earlier published results obtained on Ni with impedance measurements. All experiments were performed in molten carbonate, while the gas composition over the melt was 64% H2, 16% CO2, and 20% H2O. Das Korrosionsverhalten von NiAl in flussigem Carbonat bei 650°C In Flussigcarbonatbrennstoffzellen (MCFC) werden die Trennplatten in einem Stapel harten Bedingungen ausgesetzt. Die normale Betriebstemperatur einer MCFC ist 650°C, wahrend der Elektrolyt aus einer eutektischen Mischung aus 62/38 Li2CO3/K2CO3 besteht. Auf der einen Seite der Trennplatte ist das Material in Kontakt mit einer reduzierenden Atmosphare und auf der anderen Seite mit einer oxidierenden Atmosphare. Aufgrund des Einsatzes einer Flussigabdichtung ist das Material auch in Kontakt mit dem flussigen Carbonat. Aus diesen Grunden wurde ein groser Bereich an Werkstoffen untersucht, um eine abgesicherte Werkstoffauswahl entweder als Grundmaterial oder als Beschichtung treffen zu konnen. Aufgrund der moglichen Bildung einer schutzenden LiAlO2-Oxidschicht ist NiAl eines der untersuchten Materialien mit vielversprechenden Eigenschaften. Die Ergebnisse werden mit den fur reines Ni verfugbaren Daten verglichen, wobei insbesondere auf den schutzenden Charakter einer auf quasistationaren Polarisationskurven basierenden Oxidschicht, Auslagerungsversuche beim freien Korrosionspotential sowie Abschreckversuche, die die fruher veroffentlichen Ergebnisse an Nickel mit Impedanzmessungen beinhalten, eingegangen wird. Alle Versuche wurden in flussigem Carbonat durchgefuhrt, wobei die Gaszusammensetzung uber der Schmelze aus 64% H2, 16% CO2 und 20% H2O bestand.