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Enregistrement W4248137886 · doi:10.1149/ma2020-02503759mtgabs

Synthesis and Characterization of (Co,Ni)O Solid Solutions As Protective Coatings for Inert Anodes in Aluminum Electrolysis

2020· article· en· W4248137886 sur OpenAlexaboutno aff
Saeed Mohammadkhani, Vahid Jalilvand, Ali Dolatabadi, Christian Moreau, Boyd H. Davis, Daniel Guay, Lionel Roué

Notice bibliographique

RevueECS Meeting Abstracts · 2020
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueExtraction and Separation Processes
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésMaterials scienceAnodeInertElectrolysisElectrolyteMetallurgyDissolutionCorrosionCryoliteElectrochemistryAluminiumElectrolytic processCarbon fibersChemical engineeringChemistryElectrodeComposite material

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

The industrial production of primary aluminum from alumina ore (Al 2 O 3 ) is still carried out by the Hall-Héroult process. The process relies on dissolving alumina in an electrolyte consisting mainly of liquid Na 3 AlF 6 at 950-1000 °C. While the reduction of dissolved Al 3+ ions in aluminum occurs at the cathode, the complementary reaction occurs at a carbon anode that is consumed to form carbon dioxide, which necessitates its regular replacement (every 25 days). The overall reaction is the following: Canadian aluminum smelters produce annually about 6 Mt of CO 2 eq (reported in 2017), which is equivalent to the CO 2 amount generated annually by about 2 million cars. The substitution of consumable carbon anodes with inert (O 2 -evolving) anodes in the electrochemical cells to produce aluminium would have significant environmental benefits because it would eliminate the emissions of carbon dioxide and perfluorocarbons associated with the consumption of the carbon anode. However, the design of inert anodes is a major challenge because of the severe Al electrolysis conditions (cryolithic medium at 960 °C), which requires materials with excellent resistance to corrosion and thermal shock as well as adequate electrochemical properties [1]. Single phase Cu 65 Ni 20 Fe 15 alloy is a promising inert anode for Al production due to its ability to form a protective NiFe 2 O 4 layer upon Al electrolysis. However, its corrosion resistance is still insufficient and a protective layer is required to prevent the penetration of electrolyte into the nickel ferrite layer and the formation of fluorides during Al electrolysis [2-4]. In this context, the use of (Co,Ni)O-based protective coatings for metallic anode appears promising [5]. However, it is challenging to prepare a single phase, coherent and crack-free oxide layer as required for industrial Al production. A potentially relevant method to produce (Co,Ni)O coated inert anodes is by direct deposition of (Co,Ni)O oxide compounds by spray deposition techniques such as suspension plasma spray (SPS) and high velocity oxygen fuel (HVOF). These additive manufacturing deposition are well-established technologies for producing protective oxide coatings for various industrial applications ( e.g. gas turbines). As a first step toward this goal, pure Co x Ni 1−x O solid solutions have been prepared over the whole composition range by a two-step procedure that consisted of high-energy ball milling followed by a heat treatment of Co 3 O 4 and NiO powders [6]. Then, the thermal stability and electrical conductivity of (Co,Ni)O solid solutions were determined at temperatures ranging between 700 and 1000 °C. Also, their dissolution rate was measured in K-based cryolite at 700 °C and in Na-based cryolite at 1000 °C. In a second step, (Co,Ni)O powders have been used as raw materials for the thermal spraying (HVOF and SPS) of protective coatings onto Cu-Ni-Fe inert anodes [7]. The morphological and microstructural characteristics of the coating depending on the thermal spray conditions will be presented. The oxidation behaviour of the coated inert anodes under air and argon is presented. Preliminary investigation of the electrochemical behaviour under Al electrolysis conditions of the (Co,Ni)O/Cu-Ni-Fe anodes will be also presented and discussed. References [1] I. Galasiu et al., Aluminium-Verlag, Düsseldorf (2007). [2]S. Jucken et al., Corr. Sci. (2019) 147: 321-329. [3]E. Gavrilova et al., Corr. Sci. (2015) 101: 105-113. [4] S. Helle et al., Corr. Sci. (2010) 52:3348-3353. [5] T. Nguyen et al., Light Metals (2006) 385-390. [6] S. Mohammadkhani et al., J. Am. Ceram. Soc. (2019) 102: 5063– 5070. [7] S. Mohammadkhani et al., Surf. Coat. Tech. (2020) 399: 126168.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: Expérimental (laboratoire)
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,019
Score d'incertitude au seuil0,526

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,020
Tête enseignante GPT0,251
Écart entre enseignants0,231 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations0
Publié2020
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