Doktorand des Graduiertenkollegs GRK 2802, Alexander Adamczyk (Promotionsprojekt P10), hat im Rahmen seiner Promotion am Institut für Nichteisen-Metallurgie und Reinststoffe INEMET der TU Bergakademie Freiberg eine Elektrolysezelle entwickelt und erfolgreich in Betrieb genommen. Mitte Dezember 2024 wurden erste Schmelzflusselektrolyse-Versuche mit kohlenstofffreien Elektroden zur Gewinnung von Aluminium erfolgreich durchgeführt. Die kohlenstofffreie Anode wurde von Serhii Yaroshevskyi (Promotionsprojekt P7) am Institut für Keramik, Feuerfest und Verbundwerkstoffe IKFVW aus einem eigens dafür entwickelten Verbundwerkstoff auf Basis von Stahl und Rezyklaten hergestellt.
Die Elektrolyse wurde mit einem Elektrolyt industrienaher Zusammensetzung (CR-Ratio: 2,3) bei einer Temperatur von 1000 °C durchgeführt. Über 2 Stunden konnte eine stabile Badspannung von 3,3 V bei einem Strom von 6,6 A gemessen werden. Aluminium wurde erfolgreich erzeugt und hat sich am Boden des Graphittiegels abgesetzt. Dieser Elektrolyseversuch stellt einen erfolgreichen Nachweis der Funktionsweise von kohlenstofffreien Elektroden dar.
Das elektrolytisch hergestellte Aluminium wird einer genauen Analyse bzgl. Reinheit unterzogen. Darüber hinaus werden die Korrosionserscheinungen der verwendeten Anode mittels ICP-OES (chemische Zusammensetzung der Korrosionsprodukte) sowie mittels REM (Makro- und Mikrostruktur) analysiert.
Die Entwicklung des metallokeramischen Verbundwerkstoffes wurde zum Patent angemeldet und veröffentlicht:
- Aneziris, C.G., Gehre, P., Dudczig, S.: Composite material made of metal and ceramic, and method for production thereof. Internationale Patentanmeldung WO 2018/087224 A1, Veröffentlichungsdatum: 17.05.2018.
- Yaroshevskyi, S., Weigelt, C., Malczyk, P., Roungos, V., Hubalkova, J., Zienert, T., Kraft, B., Wagner, S., Aneziris, C.G.: Steel ceramic composite anodes based on recycled MgO-C lining bricks for applications in cryolite/aluminum melts, Open Ceramics 16 (2023), 100458. https://doi.org/10.1016/j.oceram.2023.100458
- Weigelt, C., Yaroshevskyi, S., Kerber, F., Brachhold, N., Zienert, T., Adamczyk, A., Vogt, D., Charitos, A., Aneziris, C.G.: Investigations on the corrosion of 316L steel composite materials with MgO/TiO2 ceramic immersed in molten cryolite, Open Ceramics 16 (2023), 100480. https://doi.org/10.1016/j.oceram.2023.100480
- Yaroshevskyi, S., Brachhold, N., Malczyk, P., Gehre, P., Aneziris, C.G.: Pre-oxidized recycled MgO-steel composite material for possible application in cryolithic melts. steel research international (2024), 2400435. https://doi.org/10.1002/srin.202400435
