TY - JOUR A1 - Wetzel, Annica A1 - Morell, Daniel A1 - von der Au, Marcus A1 - Wittstock, Gunther A1 - Ozcan, Ozlem A1 - Witt, Julia T1 - Transpassive Metal Dissolution vs. Oxygen Evolution Reaction: Implication for Alloy Stability and Electrocatalysis T1 - Transpassive Metallauflösung vs. Sauerstoffentwicklung: Auswirkungen auf Legierungsstabilität und Elektrokatalyse JF - Angewandte Chemie International Edition N2 - Multi-principal element alloys (MPEAs) are gaining interest in corrosion and electrocatalysis research due to their electrochemical stability across a broad pH range and the design flexibility they offer. Using the equimolar CrCoNi alloy, we observe significant metal dissolution in a corrosive electrolyte (0.1 M NaCl, pH 2) concurrently with the oxygen evolution reaction (OER) in the transpassive region despite the absence of hysteresis in polarization curves or other obvious corrosion indicators. We present a characterization scheme to delineate the contribution of OER and alloy dissolution, using scanning electrochemical microscopy (SECM) for OER-onset detection, and quantitative chemical analysis with inductively coupled-mass spectrometry (ICP-MS) and ultraviolet visible light (UV-Vis) spectroscopy to elucidate metal dissolution processes. In-situ electrochemical atomic force microscopy (EC-AFM) revealed that the transpassive metal dissolution on CrCoNi is dominated by intergranular corrosion. These results have significant implications for the stability of MPEAs in corrosion systems, emphasizing the necessity of analytically determining metal ions released from MPEA electrodes into the electrolyte when evaluating Faradaic efficiencies of OER catalysts. The release of transition metal ions not only reduces the Faradaic efficiency of electrolyzers but may also cause poisoning and degradation of membranes in electrochemical reactors. N2 - Multi-Hauptelement-Legierungen (MPEAs) gewinnen in der Korrosions- und Elektrokatalyseforschung aufgrund ihrer elektrochemischen Stabilität über einen breiten pH-Bereich und der Vielfalt der möglichen chemischen Zusammensetzungen zunehmend an Interesse. In unseren Untersuchungen mit der äquimolaren CrCoNi-Legierung in einem sauren Elektrolyten (0.1 M NaCl, pH 2) beobachteten wir eine signifikante Metallauflösung, die mit der Sauerstoffentwicklungsreaktion (OER) im transpassiven Bereich einhergeht, obwohl in zyklischen Polarisationskurven keine Hysterese auftrat oder andere offensichtliche Korrosionsindikatoren vorlagen. In diesem Artikel wird ein Charakterisierungskonzept eingeführt, dass die Beiträge der OER und der Legierungsauflösung differenziert. Hierfür kommt die elektrochemische Rastermikroskopie (SECM) zum Nachweis des Beginns der OER und die quantitative chemische Analyse mit induktiv gekoppelter Massenspektrometrie (ICP-MS) und UV/Vis-Spektrometrie zur Aufklärung der Metallauflösungsprozesse zum Einsatz. Die elektrochemische In situ-Atomkraftmikroskopie (EC-AFM) zeigte, dass die intergranulare Korrosion der dominierende Mechanismus der transpassive Metallauflösung von CrCoNi ist. Diese Ergebnisse besitzen erhebliche Auswirkungen für die Beurteilung der Stabilität von MPEAs in Korrosionssystemen und der Stromausbeute von OER-Katalysatoren auf der Basis von MPEAs. Die Daten unterstreichen die Notwendigkeit der analytischen Bestimmung von Metallionen, die von MPEA-Elektroden freigesetzt werden. Die Freisetzung von Übergangsmetallionen verringert nicht nur die Stromausbeute von Elektrolyseuren, sondern kann zu einer Schädigung von Membranen in elektrochemischen Reaktoren führen. KW - Transpassive dissolution KW - Corrosion KW - Multi-prinicpal element alloys (MPEAs) KW - Passivation PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-597045 DO - https://doi.org/10.1002/anie.202317058 SP - 1 EP - 8 PB - Wiley VHC-Verlag AN - OPUS4-59704 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Heyn, A. A1 - Meist, M. A1 - Michael, O. A1 - Babutzka, M. A1 - Valet, Svenja A1 - Ebell, Gino T1 - Electrochemical characterization of surfaces of galvanized steels under different exposure conditions using gel electrolytes JF - Materials and Corrosion N2 - The corrosion behavior of galvanized steels and zinc components under atmospheric exposure depends mostly on the corrosion product‐based cover layer formation under the prevailing conditions. The use of agar‐based gel electrolytes makes it possible to use electrochemical methods to obtain a characteristic value from these cover layers that describe their current and future protective capacity. It is shown here that different states of galvanized steel can be distinguished very well under laboratory conditions and that this method is also suitable for use under practical conditions. Based on the characteristic values and assuming future time of wetness, it is very easy to draw up a forecast for the future corrosion rate, which provides plausible values. KW - Materials Chemistry KW - Metals and Alloys KW - Surfaces, Coatings and Films KW - Mechanical Engineering KW - Mechanics of Materials KW - Environmental Chemistry KW - Corrosion KW - Znc PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-599234 DO - https://doi.org/10.1002/maco.202414389 SP - 1 EP - 16 PB - Wiley VHC-Verlag AN - OPUS4-59923 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Kingsbery, P. A1 - Manzoni, Anna M. A1 - Suarez Ocaño, Patricia A1 - Többens, D. M. A1 - Stephan‐Scherb, C. T1 - High‐temperature KCl‐induced corrosion of high Cr and Ni alloys investigated by in‐situ diffraction JF - Materials and Corrosion N2 - High‐temperature KCl‐induced corrosion in laboratory air was observed in situ utilizing X‐ray diffraction. High Cr‐containing model alloys (Fe‐13Cr, Fe‐18Cr‐12Ni, and Fe‐25Cr‐20Ni) were coated with KCl and exposed to dry air at 560°C. KCl‐free alloys were studied in the equivalent atmosphere as a reference. After exposure to KCl‐free environments, all alloys showed the formation of very thin oxide layers, indicating good corrosion resistance. In contrast, KCl‐bearing alloys showed distinct damage after exposure. KW - Corrosion KW - In-situ diffraction KW - High-temperature corrosion PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-600831 DO - https://doi.org/10.1002/maco.202314224 SN - 0947-5117 SP - 1 EP - 10 PB - Wiley VHC-Verlag AN - OPUS4-60083 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -