Im Fokus der Forschungsarbeit von Herrn Adamczyk stand die Evaluierung von kohlenstofffreien Anoden auf Basis von Cermets aus MgO und austenitischem rostfreiem Stahl 316 für die Herstellung von primärem Aluminium mittels Schmelzflusselektrolyse. Herr Adamczyk hat die einzelnen Degradationsmechanismen von Cermet-Anoden (ohne sowie mit Voroxidation) während der Elektrolyse, u.a. chemische Wechselwirkungen zwischen Anode und Elektrolyt, Oxidationsvorgänge an der Anode, anodische Polarisation und aluminothermische Reduktion, systematisch erforscht. Der dominierende Degradationsmechanismus basiert auf MgO-Fluorierung, wobei die offene Porosität des Anodenmaterials eine signifikante Rolle für die Infiltration von Elektrolyt und den Element-Austausch zwischen der Anode und dem Elektrolyt und somit für die Korrosionsbeständigkeit der Anode. Die Voroxidation der Cermet-Anode bei 900 °C leistet zwar einen positiven Beitrag zur Erhöhung der Korrosionsbeständigkeit des Anodenmaterials (innerhalb von den ersten 2 h des Elektrolyseprozesses), beeinträchtigt jedoch die metallische Konnektivität der Anode und trägt zur Erhöhung der Betriebsspannung der Elektrolysezelle.  

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Kurzfassung der kumulativen Dissertation von Dipl.-Ing. Alexander Adamczyk

A recyclate-based MgO–316L cermet was investigated as a carbon-free anode candidate for primary aluminum production. Current-free degradation resulted primarily from MgO fluorination and molten salt infiltration. Oxidation formed oxide and spinel phases that could mitigate corrosion of the Mg-containing fraction. Under anodic polarization during electrolysis, the relative contribution of steel-phase degradation increased. Compared with the as-sintered anode, pre-oxidation at 900 °C reduced material degradation under both chemical and electrochemical conditions, but impaired metallic connectivity and increased cell voltage. Although both anodes enabled aluminum formation, continued degradation prevented stable operation under the investigated conventional aluminum production conditions in Na-cryolite. Alternative Mg-containing phases, molten salt compositions and lower temperatures reduced Mg loss and highlighted promising directions for future research.