Comportamento meccanico-corrosionistico di leghe per macchine operanti in ambienti altamente corrosivi.

responsabile: Ing. Claudio Mele

Sarà studiato il comportamento meccanico-corrosionistico delle leghe martensitiche usate per attrezzature che operano in ambienti altamente corrosivi, al fine di individuare una formulazione di lega con migliorate prestazioni, che possa quindi essere utilizzata per componenti critici di turbomacchine.
Attualmente per la componentistica di pompe e compressori utilizzati in ambienti estremamente corrosivi sono impiegati acciai inossidabili della classe dei martensitici. Le caratteristiche di questi materiali non sono, sotto certi aspetti, ben note; in particolar modo non sono note le cinetiche con cui avviene la corrosione sia in presenza di gas disciolti (ambiente pompe) che in presenza di fasi condensate (ambiente compressore). Per questo motivo sarà necessario condurre una intensa campagna di caratterizzazione al fine di disporre di tutte le caratteristiche dei materiali citati, dal punto di vista microstrutturale, meccanico e corrosionistico.
Sarà fatta una valutazione delle curve di pitting e delle curve di crevice al variare della concentrazione di cloruri, simulando le opportune condizioni di ambiente, pressione e temperatura. La ricerca sarà basata su: studi elettrochimici (stato stazionario, transitori e impedenza), indagini spettroscopiche (ERS, SHG, SFG/DFG, Raman e FT-IR), analisi strutturali con XRD, osservazioni morfologiche (microscopia ottica ed elettronica a scansione).

Pubblicazioni Persone coinvolte

Investigation of nanostructural aspects of the durability of fuel cell components

responsabile: Prof. Benedetto Bozzini

Critical PEMFC durability issues will be addressed: the replacement of graphite bipolar plates (BPs) with metallic ones; the degradation of electrocatalysts, in terms of Pt or Pt-alloy deactivation (agglomeration, dealloying, adsorption of corrosion products) and support corrosion (oxidation of the C-based materials, resulting in loss of electrical contact between catalyst particle and support).
Metallic BPs are appealing for PEMFC applications with respect to traditional graphite for the following chief reasons: higher mechanical strength and toughness; no gas crossover; cheap fabrication routes. Corrosion of all known technologically viable metallic materials is the principal drawback, since an aqueous environment of pH of 3÷4 gives rise to: formation of resistive passive layers; capture of corrosion products by the sulphonic groups of the PE; clogging of GDL pores with corrosion products; poisoning of the catalyst; formation of perforating pinholes through the plates. Electrocatalyst degradation apart from the well-known CO-poisoning, it is also due to nanoparticle (NP) deactivation, C-support corrosion and poisoning by corrosion products released by structural materials. Our research will be based on: electrochemical studies, spectroscopic investigations, structural analyses by XRD, compositional characterisation and morphological observations.

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