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Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B 4/2014

01.08.2014

Mitigating Electronic Current in Molten Flux for the Magnesium SOM Process

verfasst von: Eric S. Gratz, Xiaofei Guan, Jarrod D. Milshtein, Uday B. Pal, Adam C. Powell

Erschienen in: Metallurgical and Materials Transactions B | Ausgabe 4/2014

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Abstract

The solid oxide membrane (SOM) process has been used at 1423 K to 1473 K (1150 °C to 1200 °C) to produce magnesium metal by the direct electrolysis of magnesium oxide. MgO is dissolved in a molten MgF2-CaF2 ionic flux. An oxygen-ion-conducting membrane, made from yttria-stabilized zirconia (YSZ), separates the cathode and the flux from the anode. During electrolysis, magnesium ions are reduced at the cathode, and Mg(g) is bubbled out of the flux into a separate condenser. The flux has a small solubility for magnesium metal which imparts electronic conductivity to the flux. The electronic conductivity decreases the process current efficiency and also degrades the YSZ membrane. Operating the electrolysis cell at low total pressures is shown to be an effective method of reducing the electronic conductivity of the flux. A two steel electrode method for measuring the electronic transference number in the flux was used to quantify the fraction of electronic current in the flux before and after SOM process operation. Potentiodynamic scans, potentiostatic electrolyses, and AC impedance spectroscopy were also used to characterize the SOM process under different operating conditions.

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Metadaten
Titel
Mitigating Electronic Current in Molten Flux for the Magnesium SOM Process
verfasst von
Eric S. Gratz
Xiaofei Guan
Jarrod D. Milshtein
Uday B. Pal
Adam C. Powell
Publikationsdatum
01.08.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Metallurgical and Materials Transactions B / Ausgabe 4/2014
Print ISSN: 1073-5615
Elektronische ISSN: 1543-1916
DOI
https://doi.org/10.1007/s11663-014-0060-9

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