Corrosion resistance of plasma sprayed and laser treated material with curvature for thermochemical water-splitting iodine-sulfur process

熱化学水素製造法ISプロセス用に開発した曲面を有するプラズマ溶射レーザー処理材の耐食性

井岡 郁夫  ; 栗木 良郎*; 岩月 仁 ; 久保 真治  ; 稲垣 嘉之; 坂場 成昭 

Ioka, Ikuo; Kuriki, Yoshiro*; Iwatsuki, Jin; Kubo, Shinji; Inagaki, Yoshiyuki; Sakaba, Nariaki

水素は将来の有望なエネルギー源である。熱化学水素製造法(ISプロセス)は、太陽熱による大量水素製造システムの候補の一つである。ISプロセスには、硫酸の熱分解を行う高温、高酸化性の厳しい環境が含まれている。ISプロセスを工業レベルのシステムに拡張するには、耐食性を有する構造用材料の開発がキーファクターの一つである。我々は、プラズマ溶射レーザー処理により、耐食性と延性を有する材料を開発し、良好な耐食性を確認した。プラズマ溶射レーザー処理材の構造用材料としての適応性を確認するため、曲面を持つプラズマ溶射レーザー処理材を作製して、その耐食性を320Cの98wt%沸騰硫酸腐食試験により調べた。曲面の表面層にクラックが確認されたが、クラック先端の腐食は認められなかった。腐食速度は小さく、沸騰硫酸中でも円柱状開発材は十分な耐食性を有することを確認した。

Hydrogen is one of the promising major energy sources in the future. IS process is one of candidates for the large-scale production of hydrogen using heat from solar power. Severe corrosive environment which is thermal decomposition of sulfuric acid exists in the IS process. To achieve a massive hydrogen production system, one of the key factors is the development of structural materials. A hybrid material that combined the corrosion-resistant and the pressure-resistant functions was made by a plasma spraying and laser treatment. The flat specimen of the hybrid material showed enough corrosion resistance in boiling sulfuric acid. To confirm the applicability of the hybrid material as the structural material, corrosion tests were performed in 98 wt.% boiling sulfuric acid using round bar specimens with the curved surface. The specimens showed enough corrosion resistance in boiling sulfuric acid though some cracks were observed in the surface layer from the cross section observation.