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Herstellung und Untersuchung von Wärmeleitstrukturen für Wasserstoffspeicher

Schmidt, Matthias (2011) Herstellung und Untersuchung von Wärmeleitstrukturen für Wasserstoffspeicher. Diplomarbeit, Universität Stuttgart.

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Kurzfassung

Die chemische Speicherung von Wasserstoff in Metallhydriden bietet gegenüber Druck- und Kyrospeichern vielversprechende Vorteile wie eine höhere volumetrische Speicherdichte und moderatere Betriebsdrücke. Bei der Be- und Entladung solcher Speichersysteme muss jedoch die durch die Absorption entstehende bzw. zur Desorption benötigte Wärme möglichst effizient vom Wärmeträgerfluid bis zum Ort der Reaktion transportiert werden. In bisherigen Systemen wird dieser Wärmedurchgang durch die schlechte Wärmeleitung innerhalb der Metallhydridschüttung limitiert. Die vorliegende Arbeit stellt daher ein innovatives Konzept vor, durch das wärmeleitende Strukturen direkt in einem Gas-Feststoffreakionsbett hergestellt werden können. Dazu wurde ein Verfahren zur Erzeugung metallischer Schäume ausgewählt und die Herstellung in einem Reaktor experimentell verifiziert. Für die Durchführung der Experimente wurden die entsprechenden Apparaturen und Materialien bereitgestellt sowie wichtige Prozessparameter bestimmt. Mittels des Platzhalterverfahrens konnten metallische Strukturen bis zu einer Porosität von 75% innerhalb eines Reaktionsbetts angefertigt werden. Das Herstellungsverfahren zeichnete sich durch eine einfache Realisierbarkeit, flexible Anwendungsmöglichkeiten für unterschiedliche Reaktorgeometrien, sowie durch einen guten Formschluss zwischen Metallschaum und Reaktorwand aus. Die Reaktoren mit den in situ erzeugten Strukturen wiesen in weitergehenden Messungen einen erheblich verbesserten Wärmetransport im Vergleich zu Reaktoren ohne innere Wärmeleitstruktur auf.

Dokumentart:Hochschulschrift (Diplomarbeit)
Zusätzliche Informationen:Betreuer am DLR: Dr. Marc Linder
Titel:Herstellung und Untersuchung von Wärmeleitstrukturen für Wasserstoffspeicher
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Schmidt, Matthiasmatthias.schmidt@dlr.de
Datum:März 2011
Seitenanzahl:81
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Wasserstoffspeicher, Hydride, Wärmeleitstruktur
Institution:Universität Stuttgart
Abteilung:Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik (ITW)
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Bodengebundener Verkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V BF - Bodengebundene Fahrzeuge
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - Fahrzeugenergiesysteme (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Marc Philipp Linder
Hinterlegt am:12 Dez 2011 14:53
Letzte Änderung:12 Dez 2011 14:53

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