TY - JOUR A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Vestergaard, M.C. A1 - Tamiya, E T1 - Carbon-based nanomaterials in biomass-based fuel-fed fuel cells JF - Sensors N2 - Environmental and sustainable economical concerns are generating a growing interest in biofuels predominantly produced from biomass. It would be ideal if an energy conversion device could directly extract energy from a sustainable energy resource such as biomass. Unfortunately, up to now, such a direct conversion device produces insufficient power to meet the demand of practical applications. To realize the future of biofuel-fed fuel cells as a green energy conversion device, efforts have been devoted to the development of carbon-based nanomaterials with tunable electronic and surface characteristics to act as efficient metal-free electrocatalysts and/or as supporting matrix for metal-based electrocatalysts. We present here a mini review on the recent advances in carbon-based catalysts for each type of biofuel-fed/biofuel cells that directly/indirectly extract energy from biomass resources, and discuss the challenges and perspectives in this developing field KW - Carbon-based nanomaterials KW - Biofuel cells KW - Biomass KW - Carbon nanotubes KW - Graphene KW - Carbon nanodots PY - 2017 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-428226 UR - http://www.mdpi.com/1424-8220/17/11/2587/htm DO - https://doi.org/10.3390/s17112587 SN - 1424-8220 VL - 17 IS - 11 SP - 2587, 1 EP - 2587, 21 PB - MDPI AG CY - Basel, Switzerland AN - OPUS4-42822 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Kratzig, Andreas A1 - Bettge, Dirk A1 - Bäßler, Ralph A1 - Kranzmann, Axel A1 - Peetz, Christoph A1 - Göbel, Autur T1 - Corrosion on pipeline steel by acid condensation induced by impurities in CO2 streams N2 - Carbon Capture Utilization and Storage (CCUS) is a promising technology for the reduction of CO2 emissions from fossil-fuel operated power plants, steel and cement mills or refineries. Crucial points for a sustainable and future-proof CCUS procedure are reliability and cost efficiency of the pipeline transport network especially concerning corrosion risks under impurities and moisture in the CO2 stream. Recent studies have shown that even high alloyed steels might be susceptible to general and/or localized corrosion caused by condensates. It was concluded from our study on carbon steels in normal and high pressure conditions, that the combination of these gas impurities, resulted in the acidic condensate, is not only a simple sum of each corrosive effect, but highly accelerates the corrosion rate of the pipeline steel, indicating the need of dynamic tests before installing the network pipeline system. T2 - International Symposium CY - Berlin, Germany DA - 27.04.2017 KW - CO2 KW - Corrosion KW - Pipeline steels KW - Impurities PY - 2017 AN - OPUS4-41715 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Ismail, N. S. A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Vu, T. H. A1 - Inoue, Yuki A1 - Yoshikawa, H. A1 - Saito, M. A1 - Tamiya, E. T1 - Electrochemiluminescence Based Enzymatic Urea SensorUsing Nanohybrid of Isoluminol-gold Nanoparticle-graphene Oxide Nanoribbons JF - Electroanalysis N2 - This study evaluates on the possibility of using gold nanoparticles functionalizedwith the luminol derivative N-(aminobutyl)-N-(ethylisoluminol)(ABEI) and hybridizedwith graphene oxidenanoribbons on acarbon based screen-printedelectrode (ABEI-AuNP-GONR/SPE) as an enzymaticelectrochemiluminescence (ECL) urea sensor.The electrocatalytic activity and ECL intensity of ABEI-AuNP-GONR/SPE were found to increase proportionally with the concentrationofurea in the analyte sample,owing to the rise in pH value.These phenomena are attributed to increased formation of luminol monoanion precursors for further electrochemical oxidation,which in turn produce eitherluminol radicals or excited3-amino-phthalate molecules.The luminescence is most likely caused by the interaction of luminol radicals with superoxide radicals formed from dissolved oxygen. Thesensitivity of our sensor was determinedtobe 170.58 mM@1 and 16.23 mM@1 for urea concentrations from 2to5.82 mM and from 5.82 to 30 mM, respectively, coveringthe normal urea level in human blood. KW - Nanomaterials KW - Graphene oxide KW - Biosensors PY - 2017 UR - http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/elan.201600477 DO - https://doi.org/10.1002/elan.201600477 SN - 1040-0397 SN - 1521-4109 VL - 29 IS - 4 SP - 938 EP - 943 PB - Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA CY - Weinheim AN - OPUS4-40970 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kratzig, Andreas A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Bettge, Dirk A1 - Bäßler, Ralph A1 - Kranzmann, Axel ED - EUROCORR, T1 - Interaction of oxidizing and reductive components in CO2 fluids in transport pipelines at low and high pressure and low temperature T2 - EUROCORR 2017 N2 - Carbon Capture Utilization and Storage (CCUS) is a promising technology for the reduction of CO2 emissions, e.g. from fossil-fuel operated power plants or cement mills. Crucial points for a sustainable and future-proof CCUS procedure are reliability and cost efficiency of the pipeline transport network. Due to the absence of certified benchmarks for upper limits, systematic experiments with impurities in the CO2 stream were carried out. For oxidation processes SO2 and NO2 acted as corrosive components, and for reductive atmosphere H2S. Carbon steel L485MB (pipeline), martensitic steel 1.4313 (compression) and austenitic steel 1.4562 (injection) were selected as specimens. Experiments were performed at 0 bar or 100 bar and within a temperature range 278 K ≤ T ≤ 313 K. High-alloyed Cr-Ni steels revealed no corrosion (1.4562, 1.4313), while for carbon steel considerable corrosion was observed. The type and intensity of corrosion was strongly coupled with the applied corrosive species and the level of humidity in the CO2 stream, leading to different compositions of acidic condensates. Applying a reducing atmosphere results in very little corrosion rates, but provokes pitting corrosion. In contrast, oxidizing or mixed settings lead to a clearly increased growth of the corrosion layer, but exhibit shallow uniform corrosion. Exceptional nitric acid results in intergranular corrosion. Investigations on the specimens were carried out by optical microscopy, XRD, SEM/EDX, and AAS/IC. T2 - EUROCORR 2017 CY - Prague, Czech Republic DA - 03.09.2017 KW - CCS KW - Pipeline transport KW - CO2 corrosion KW - Carbon steels KW - Condensation PY - 2017 SP - Paper 80181, 1 EP - 4 AN - OPUS4-41918 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Bäßler, Ralph A1 - Knauer, S. A1 - Kratzig, Andreas A1 - Bettge, Dirk T1 - Korrosion von CO2-Rohrleitungswerkstoffen durch kondensierte Tröpfchen N2 - CCUS-Technologie (CO2-Abtrennung; Nutzung und Speicherung, engl. Carbon Dioxide Capture, Utilization and Storage) gilt als eine vielversprechende Methode zur Abschwächung des Beitrags von fossilen Emissionen zur globalen Erwärmung. Dabei wird das in den Verbrennungsprozessen entstandene Treibhausgas aufgefangen, zu verschiedenen Lagerstätten transportiert und langzeitig gespeichert bzw. einer chemischen Nutzung zugeführt. In bisher veröffentlichten Untersuchungen wurde gezeigt, dass die CO2-Transport-Pipelines in hohem Maße gefährdet sind, wenn sie korrosiven Begleitstoffen des CO2-Stroms, wie SOx, NOx bei einem hohen Wasserdampfanteil ausgesetzt sind. Screening-Tests zeigten, dass bei einer Konzentration von 1000 ppmv H2O die Reaktionen und Kondensation von SO2 und NO2 mit O2 und H2O zu Säuretropfen (pH ~ 0,5) auf der Oberfläche von Metall-Prüfkörper und Gefäß führen. Die Werkstoffe 1.0582, 1.8977, 1.4313 und 1.4562 wurden in CO2-gesättigtem Kondensat mit unterschiedlichem Verhältnis der säurebildenden Komponenten untersucht. Diese Studien zeigten grundsätzlich den Mechanismus sowie die Rolle jedes CO2-Strom-Begleitstoffes auf den Korrosionsprozess. Allerdings spiegeln die bei Auslagerung und elektrochemischen Messungen in der künstlichen CO2-gesättigten Kondensat-Lösung auftretenden Bedingungen nicht im Detail die Realität in der Praxis, wo sich nur Tröpfchen bilden, wider. Diese Arbeit konzentriert sich auf den Korrosionsprozess von Kondensat in Form von Tröpfchen, auf der Oberfläche von Rohrleitungswerkstoffen unter CO2-Atmosphäre bei 5 °C (Simulation des Transportzustandes). Die Experimente wurden nicht nur für Auslagerungsversuche, sondern auch für elektrochemische Tests mit nur einem Tröpfchen (weniger als 20 µL) konzipiert. Die Auslagerungs-versuche wurden sowohl unter Normaldruck als auch bei hohem Druck (> 70 bar) durchgeführt, wobei das CO2 als dichte – den Tropfen umgebende - Phase vorliegt. Die korrodierten Prüfkörper wurden rasterelektronenmikroskopisch (REM) und mittels Energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) analysiert, um nicht nur Korrosionsform, sondern auch die Elementverteilung der Korrosionsprodukte zu zeigen. T2 - 49. Kraftwerkstechnisches Kolloquium CY - Dresden, Germany DA - 17.10.2017 KW - Tropfen KW - Korrosion KW - Begleitstoffe KW - CO2 PY - 2017 AN - OPUS4-42823 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Bäßler, Ralph A1 - Knauer, S. A1 - Bettge, Dirk T1 - Korrosion von CO2-Rohrleitungswerkstoffen durch kondensierte Tröpfchen T2 - KRAFTWERKSTECHNIK 2017: Strategien, Anlagentechnik und Betrieb N2 - CCUS-Technologie (CO2-Abtrennung; Nutzung und Speicherung, engl. Carbon Dioxide Capture, Utilization and Storage) gilt als eine vielversprechende Methode zur Abschwächung des Beitrags von fossilen Emissionen zur globalen Erwärmung. Dabei wird das in den Verbrennungsprozessen entstandene Treibhausgas aufgefangen, zu verschiedenen Lagerstätten transportiert und langzeitig gespeichert bzw. einer chemischen Nutzung zugeführt. In bisher veröffentlichten Untersuchungen wurde gezeigt, dass die CO2-Transport-Pipelines in hohem Maße gefährdet sind, wenn sie korrosiven Begleitstoffen des CO2-Stroms, wie SOx, NOx bei einem hohen Wasserdampfanteil ausgesetzt sind. Screening-Tests zeigten, dass bei einer Konzentration von 1000 ppmv H2O die Reaktionen und Kondensation von SO2 und NO2 mit O2 und H2O zu Säuretropfen (pH ~ 0,5) auf der Oberfläche von Metall-Prüfkörper und Gefäß führen. Die Werkstoffe 1.0582, 1.8977, 1.4313 und 1.4562 wurden in CO2-gesättigtem Kondensat mit unterschiedlichem Verhältnis der säurebildenden Komponenten untersucht. Diese Studien zeigten grundsätzlich den Mechanismus sowie die Rolle jedes CO2-Strom-Begleitstoffes auf den Korrosionsprozess. Allerdings spiegeln die bei Auslagerung und elektrochemischen Messungen in der künstlichen CO2-gesättigten Kondensat-Lösung auftretenden Bedingungen nicht im Detail die Realität in der Praxis, wo sich nur Tröpfchen bilden, wider. Diese Arbeit konzentriert sich auf den Korrosionsprozess von Kondensat in Form von Tröpfchen, auf der Oberfläche von Rohrleitungswerkstoffen unter CO2-Atmosphäre bei 5 °C (Simulation des Transportzustandes). Die Experimente wurden nicht nur für Auslagerungsversuche, sondern auch für elektrochemische Tests mit nur einem Tröpfchen (weniger als 20 µL) konzipiert. Die Auslagerungs-versuche wurden sowohl unter Normaldruck als auch bei hohem Druck (> 70 bar) durchgeführt, wobei das CO2 als dichte – den Tropfen umgebende - Phase vorliegt. Die korrodierten Prüfkörper wurden rasterelektronenmikroskopisch (REM) und mittels Energiedispersiver Röntgenspektroskopie (EDX) analysiert, um nicht nur Korrosionsform, sondern auch die Elementverteilung der Korrosionsprodukte zu zeigen. T2 - 49. Kraftwerkstechnischen Kolloquium CY - Dresden, Germany DA - 17.10.2017 KW - CCUS KW - Korrosion KW - Stählen KW - Überkritisch KW - CO2 PY - 2017 SN - 978-3-934409-79-8 VL - 2017 SP - 1450 EP - 1463 CY - DRESDEN AN - OPUS4-42939 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kratzig, Andreas A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Bettge, Dirk A1 - Kranzmann, Axel A1 - Bäßler, Ralph A1 - Peetz, Christoph A1 - Göbel, Artur T1 - Korrosion von Stählen in flüssigen und überkritischen CO2–Strömen unter realitätsnahen Bedingungen N2 - CCUS-Technologie gilt als eine vielversprechende Methode zur Abschwächung des Beitrags von fossilen Emissionen zur globalen Erwärmung. Dabei wird das in den Verbrennungsprozessen entstandene Treibhausgas aufgefangen, zu verschiedenen Lagerstätten transportiert und langzeitig gespeichert bzw. einer chemischen Nutzung zugeführt. CO2-Transport-Pipelines sind potentiell gefährdet, wenn sie korrosiven Begleitstoffen des CO2-Stroms, wie SOx, NOx bei einem hohen Wasserdampfanteil ausgesetzt sind. Screening-Tests zeigten, dass bei einer Konzentration von 1000 ppmv H2O die Reaktionen und Kondensation von SO2 und NO2 mit O2 und H2O zu Säuretropfen (pH ~ 0,5) auf der Oberfläche von Metall-Prüfkörpern und Gefäßen führen. Die Werkstoffe 1.4313 1.8977 und 1.4562 wurden in CO2-Atmosphäre mit unterschiedlichen Verhältnissen der säurebildenden Komponenten SO2, NO2, H2S mit H2O untersucht. Diese Studien zeigten grundsätzlich den Mechanismus sowie die Rolle jedes CO2-Strom-Begleitstoffes auf den Korrosionsprozess. T2 - CLUSTER-Projektreffen CY - Halle/Wittenberge, Germany DA - 02.03.2017 KW - Korrosion KW - Pipeline-Transport KW - Säurekondensation KW - CLUSTER PY - 2017 AN - OPUS4-41917 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Bäßler, Ralph A1 - Kratzig, Andreas A1 - Bettge, Dirk A1 - Yevtushenko, Oleksandra T1 - Synergistic effects of impurities in the condensate on the corrosion of CO2 transport pipeline N2 - For the reliability of transport pipelines the corrosion resistance of the materials used needs to be determined in conditions, which are possible during the transport process. In some situations condensation of components out of the CO2 stream can occur. To study the effect of condensate on transport pipeline steel, a “worst-case scenario” gas mixture, containing 2.5 % H2O, 1.8 % O2, 1000 ppmv NO2, and 220 ppmv SO2, was proposed, fed (1.5 L/min) into a glass reactor containing coupon-shaped specimens for 120 600 h at 278 K (to simulate the underground pipeline transport), and resulted in the condensate containing 0.114 M H2SO4 and 0.0184 M HNO3 (pH 2.13). Basing on this “original” condensate, exposure tests and electrochemical characterization together with pH and conductivity in CO2 saturated condition at the same temperature were carried out. The role of each gas impurity and the combination of them, when the condensate is formed, was studied by investigating the role of individual and varying combination of acidic components in the condensate on the corrosion behaviors of the commercial pipeline-steel (L360NB). The stability and protectability of the corrosion film were further studied by periodically changing the condensate during the exposure tests. It can be concluded that although the condensation of NOx in form of HNO3 causes faster corrosion rate, it is the condensation of SOx or the combination of SOx and NOx that may cause much more severe problems in form of localized and pitting corrosions. Different to the corrosion products formed in CO2 atmosphere without impurities (mainly iron carbonate) the corrosion products resulted from these acidic condensation have no protectability, indicating the need of controlling gas quality during the transportation within the pipeline network. T2 - EUROCORR 2017 - PRAG CY - Prague, Czech Republic DA - 03.09.2017 KW - CCUS KW - CO2 corrosion KW - Carbon steels KW - Condensate PY - 2017 AN - OPUS4-41872 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Le, Quynh Hoa A1 - Bäßler, Ralph A1 - Yevtushenko, Oleksandra A1 - Kratzig, Andreas A1 - Bettge, Dirk T1 - Synergistic effects of impurities in the condensate on the corrosion of CO2 transport pipeline T2 - Beitrag zu einem Tagungsband N2 - For the reliability of transport pipelines the corrosion resistance of the materials used needs to be determined in conditions, which are possible during the transport process. In some situations condensation of components out of the CO2 stream can occur. To study the effect of condensate on transport pipeline steel, a “worst-case scenario” gas mixture, containing 2.5 % H2O, 1.8 % O2, 1000 ppmv NO2, and 220 ppmv SO2, was proposed, fed (1.5 L/min) into a glass reactor containing coupon-shaped specimens for 120 600 h at 278 K (to simulate the underground pipeline transport), and resulted in the condensate containing 0.114 M H2SO4 and 0.0184 M HNO3 (pH 2.13). Basing on this “original” condensate, exposure tests and electrochemical characterization together with pH and conductivity in CO2 saturated condition at the same temperature were carried out. The role of each gas impurity and the combination of them, when the condensate is formed, was studied by investigating the role of individual and varying combination of acidic components in the condensate on the corrosion behaviors of the commercial pipeline-steel (L360NB). It can be concluded that although the condensation of NOx in form of HNO3 causes faster corrosion rate, it is the condensation of SOx or the combination of SOx and NOx that may cause much more severe problems in form of localized and pitting corrosions. Different to the corrosion products formed in CO2 atmosphere without impurities (mainly iron carbonate) the corrosion products resulted from these acidic condensation have no protectability, indicating the need of controlling gas quality during the transportation within the pipeline network. T2 - EUROCORR 2017 - PRAG CY - Prague, Czech Republic DA - 03.09.2017 KW - CCUS KW - CO2 corrosion KW - Carbon steels KW - Condensate PY - 2017 SP - Paper 75636,.1 EP - 4 AN - OPUS4-41874 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -