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Corrosion property of container using hybrid material for thermal decomposition process of sulfuric acid

硫酸熱分解プロセス用ハイブリッド材製容器の腐食特性

井岡 郁夫 ; 栗木 良郎*; 岩月 仁 ; 川井 大輔*; 横田 博紀*; 稲垣 嘉之; 久保 真治 

Ioka, Ikuo; Kuriki, Yoshiro*; Iwatsuki, Jin; Kawai, Daisuke*; Yokota, Hiroki*; Inagaki, Yoshiyuki; Kubo, Shinji

熱化学水素製造法ISプロセスは、大規模水素製造法の候補の一つとして研究開発が進められている。ISプロセスの硫酸を蒸発・ガス化し、熱分解する工程の腐食環境は過酷であり、その環境に耐える機器材料にはセラミックスが用いられている。本研究では、脆性材料であるセラミックスを代替し得る、表面改質技術を用いて耐硫酸性と延性を兼ね備えるハイブリッド材料の開発を狙いとしている。プラズマ溶射技術とレーザー溶融処理技術の組み合わせより試作したハイブリッド材料試験片は、95%沸騰硫酸中で十分な耐食性を示した。これは、表面に形成させた高Si濃度の耐食層が硫酸環境で酸化し、接液面にSiO$$_{2}$$層が生成したためと考えられる。本技術による容器状構造体を試作した。本報では、容器状構造体の耐食性を向上するための実施した熱処理の結果と容器状構造体の耐食性評価方法について報告する。

A thermochemical water-splitting iodine-sulfur processes (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. A hybrid material with the corrosion-resistance and the ductility was made by a plasma spraying and laser treatment. The specimen had excellent corrosion resistance in the condition of 95 mass% boiling sulfuric acid. This was attributed to the formation of SiO$$_{2}$$ on the surface. The container using the hybrid material was experimentally made. The pre-oxidized container using hybrid technique was prepared for the corrosion test in boiling sulfuric acid to evaluate the corrosion characteristics of the container. There was no detaching of the surface with the weld part and the R processing. We proposed the calculation method of corrosion rate from the ions dissolved in the sulfuric acid solution after the corrosion test.

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