Hydrothermally-assisted recovery of Yttria- stabilized zirconia (YSZ) from end-of-life solid oxide cells

Effective and scalable recycling strategies for the recovery of critical raw materials are yet to be validated for solid oxide cells (SOCs) technologies. The current study aimed at filling this gap by developing optimized recycling processes for the recovery of Yttria-stabilized Zirconia (YSZ) from End-of-Life (EoL) SOC components, in view of using the recovered ceramic phase in cell re-manufacturing. A multi-step procedure, including milling, hydrothermal treatment (HT), and acidic-assisted leaching of nickel from composite Ni-YSZ materials, has been implemented to obtain recovered YSZ powders with defined specifications, in terms of particle size distribution, specific surface area, and chemical purity. The overall optimized procedure includes a pre-milling step (6 h) of the EoL composite materials, and a hydrothermal (HT) treatment at 200 °C for 4 h to further disaggregate the sintered composite, followed by selective oxidative leaching of Ni2+ by HNO3 solution at 80 °C for 2 h. In particular, the intermediate HT step was assessed to play an essential role in promoting the disaggregation of the sintered powders, with a related increase of specific surface area (up to 13 m2 g−1) and the overall reduction of the primary particle aggregates. The acid-assisted leaching allowed to fully extract Nickel from the composite Ni-YSZ powders, with retention of YSZ crystallinity and negligible loss of Zr and Y, as revealed by ICP analysis on the recovered supernatants. The developed multi-step pathway offers a promising strategy to recover valuable YSZ materials for the re-manufacturing of SOCs components, with the aim to boost a circular economy approach in the field of fuel-cell and hydrogen (FCH) technologies

Синтез люминесцентных материалов на основе редкоземельных оксофторидов

Проблематика. Розробка нових матеріалів для систем відображення та реєстрації оптичних сигналів, які можуть працювати в діапазоні інфрачервоного випромінювання, залишається актуальною. Галузь оптики зіткнулася з проблемою, коли відомі системи на основі силікатного скла не забезпечують необхідної ширини зони прозорості, а матеріали на основі фторидів металів мають низьку хімічну стійкість. Мета дослідження. Розробка методології, спрямованої на синтез та дослідження властивостей фторидних стекол і оксофторидів рідкісноземельних елементів (РЗЕ) та ітрію. Методика реалізації. Застосовано комплексний підхід до синтезу та досліджень із використанням термічних, рентгенівських, люмінесцентних та інших методів. Як вихідні речовини використовувалися комерційні сполуки ZrF4; LaF3; AlF3; GaF3; BaF2; YF3; Y2O3; EuF3; Eu2O3; GdF3; Gd2O3; TbF3; Tb2O3. Результати дослідження. Досліджено можливість створення люмінесцентних матеріалів на основі фторидного скла складу 95 % ZLAG + 5 % ZBLA та оксофторидів РЗЕ. При синтезі цих матеріалів як люмінофори було використано сполуки європію і тербію, які випромінюють світло у видимій частині спектра. Висновки. Синтезовані фторидні стекла можуть бути використані як перспективні матеріали для оптичних підсилювачів та лазерів. Оксофториди, маючи гарні показники виходу фотолюмінесценції та фізико-хімічну інертність до агресивних середовищ, можуть стати перспективними матеріалами для виготовлення люмінесцентних матеріалів для широкого використання.Background. Development of new materials for the systems of reflection and registration of visual signals that can work in the infrared range remains an ongoing. Industry of optics ran into a problem, when the known systems based on silicate glass do not provide the necessary width of zone of transparency, and materials based on fluoride of metals have subzero chemical firmness. Objective. The aim of the work is development of the methodology towards the synthesis and research of properties of fluoride glasses and oxyfluorides of rare-earth elements (REE) and yttrium. Methods. To achieve the goal approach is applied in relation to a synthesis and research with the use of thermal, x-rayed, luminescent and other methods. As initial substances commercial connections ZrF4; LaF3; AlF3; GaF3; BaF2; YF3; Y2O3; EuF3; Eu2O3; GdF3; Gd2O3; TbF3; Tb2O3 were used. Results. The possibility to create luminescent materials based on fluoride glasses of 95 % ZLAG + 5 % ZBLA and oxyfluorides of REE has been studied. For synthesis of these materials europium and terbium compounds have been used as luminophores emitting in visible spectrum. Conclusions. According to the experimental data, it can be concluded that synthesized fluoride glasses can be used as perspective materials for optic amplifiers and lasers, where besides physical properties, one of the most important requirements is a possibility to take a necessary form of final product. The oxyfluorides having good photoluminescent yield and resistivity to aggressive milieu can be perspective materials for luminescent dispositifs of common use.Проблематика. Разработка новых материалов для систем отражения и регистрации оптических сигналов, которые могут работать в диапазоне инфракрасного излучения, остается актуальной. Отрасль оптики столкнулась с проблемой, когда известные системы на основе силикатного стекла не обеспечивают необходимую ширину зоны прозрачности, а материалы на основе фторидов металлов имеют низкую химическую стойкость. Цель исследования. Разработка методологии, направленной на синтез и исследование свойств стекол фторидов и оксофторидов редкоземельных элементов (РЗЭ) и иттрия. Методика реализации. Применен комплексный подход относительно синтеза и исследований с использованием термических, рентгеновских, люминесцентных и других методов. В качестве исходных веществ использовались коммерческие соединения ZrF4; LaF3; AlF3; GaF3; BaF2; YF3; Y2O3; EuF3; Eu2O3; GdF3; Gd2O3; TbF3; Tb2O3. Результаты исследований. Исследована возможность создания люминесцентных материалов на основе фторидного стекла состава 95 % ZLAG + 5 % ZBLA и оксофторидов РЗЭ. При синтезе данных материалов в роли люминофоров были использованы соединения европия и тербия, которые излучают свет в видимой части спектра. Выводы. Синтезированные стекла фторидов могут быть использованы в качестве перспективных материалов для оптических усилителей и лазеров. Оксофториды, имея хорошие показатели выхода фотолюминесценции и физико-химическую инертность к агрессивным средам, могут стать перспективными материалами для изготовления люминесцентных материалов для широкого использования

Octahydrotriborate de sodium NaB3H8 matériau pour le stockage chimique de l’hydrogène ou combustible de pile à combustible liquide ?

National audienc

Stack optimization and testing for its integration in a rSOC-based renewable energy storage system

International audienceStacks dedicated to rSOC operation require improvements as compared to stacks dedicated to purely SOEC or SOFC mode. Starting from an electrolysis stack, improvements have been performed in the European project REFLEX, mainly to enhance reactants distribution, reduce pressure drops, integrate new cells specifically developed as part of REFLEX project, and finally integrate larger cells to reduce stack and system cost and footprint. For easier handling, mechanical connection to the system was optimized. Long-term degradation tests were performed both for reference and optimized cells within two 5-cell stacks. A full size 25-cell stack was assembled integrating optimized connections to gases lines, specific stack clamping system and internal electrical insulation required for stack integration into REFLEX modules. For prospective reason enlarged cells were produced and integrated within first a 5-cell stack, and then a 25-cell stack. Finally, stability of performance along pre-serial manufacturing process was checked for 20 stacks before their delivery forintegration into REFLEX modules