Auslegung von Fahrzeug-angepassten H₂-Sorptionsspeichern

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist es, die Beladungszeit eines Metallhydridspeichertanks durch Auslegungsanpassung zu reduzieren, unter Berücksichtigung der Volumen und Masse des Speichertanks. Ein Wärme- und Stofftransport Modell zur Beschreibung der Beladungsdynamik eines 1 kg Wasserstoff im LaNi5 Referenzspeichertanks wurde gelöst. Im Gegensatz zu Gastransport und Reaktionskinetik beschränkt der Wärmetransport die Beladungsdynamik des Speichertanks. Es ist notwendig, zuerst den Wärmetransport in dem Metallhydridbett und dann den Wärmetransport vom Bett bis zum Kühlungswasser zu erhöhen, um die Beladungszeit zu reduzieren. Technische Auslegungslösungen wie der Zusatz von Aluminiumschaum oder interne Wärmetauscherrohre werden untersucht. Durch die Kombination dieser beiden Auslegungen kann die Beladungszeit von 400 Minuten (Referenzspeichertank) auf bis zu 15 Minuten reduziert werden. Das Speichervolumen erreicht noch die DOE-Ziele, aber die Speichermasse bleibt ein Problem. Deshalb sollen neue Materialen mit verbesserter gravimetrischer Kapazität entwickelt werden. Mit dieser Arbeit ist es jetzt möglich, die Speichertankauslegung für neulich entwickelte Sorptionsmaterialen anzupassen und denen Potential für technische Anwendungen auszuwerten.