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Thermische Energiespeicherung mit positivem ΔT: Experimentelle Charakterisierung eines thermochemischen Speichermoduls im 1 kW-Maßstab

Stengler, Jana and Linder, Marc Philipp (2019) Thermische Energiespeicherung mit positivem ΔT: Experimentelle Charakterisierung eines thermochemischen Speichermoduls im 1 kW-Maßstab. Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppe Energieverfahrenstechnik und des Arbeitsausschuses Thermische Energiespeicherung, 6.-7. März 2019, Frankfurt/Main, Deutschland.

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Abstract

In der Literatur ist das Prinzip der thermochemischen Wärmetransformation seit mehreren Jahrzenten bekannt. Es ermöglicht neben der Speicherung thermischer Energie auch das Anheben des Temperaturniveaus bei der thermischen Entladung [1]. Die auch „chemische Wärmepumpen“ genannten Systeme sind ein Spezialfall der thermochemischen Energiespeicherung mittels umkehrbarer Gas-Feststoff-Reaktionen: Im Vergleich zur endothermen Beladungsreaktion findet die exotherme Entladungsreaktion bei einer höheren Temperatur statt, die gespeicherte thermische Energie wird somit in Bezug auf ihr Temperaturniveau „aufgewertet“. Im Milligramm- bis Gramm-Maßstab experimentell untersuchte, geeignete Stoff-systeme sind in der Literatur beschrieben [2], auf die Auslegung großskaliger Speichermodule sind diese Untersuchungen jedoch nicht unmittelbar übertragbar. Insbesondere der schlechte Wärmetransport innerhalb der porösen Feststoff-schüttung verhindert häufig das Scale-Up. In der Literatur werden bislang nur wenige Systeme mit hoher spezifischer thermischer Leistung (kW/kg) diskutiert, die sich zudem meist schlecht auf eine technisch relevante Größenordnung übertragen lassen. Vor diesem Hintergrund haben wir ein Speicherdesign entwickelt, bei dem die niedrige Wärmeleitfähigkeit der Feststoffschüttung durch das gezielte Einbringen von Wärmeleitstrukturen kompensiert wird. Im Rahmen des Beitrags stellen wir unsere aktuellen Ergebnisse zur experimentellen Charakterisierung eines einzelnen Speichermoduls mit einer thermischen Leistung im 1 kW-Maßstab vor. Dabei verwenden wir ein Salzhydrat, das im Temperaturbereich von 180 °C bis 300 °C einsetzbar ist. Die Reaktionstemperatur wird dabei über die Variation des Drucks des gasförmigen Reaktionspartners im Bereich von 0,1 bar bis 6 bar Wasserdampf eingestellt. [1] K. Stephan, “Der Wärmetransformator - Grundlagen und Anwendungen”, Chemie Ing. Tech., 1988. [2] M. Richter, E.-M. Habermann, E. Siebecke, M. Linder, “A systematic screening of salt hydrates as materials for a thermochemical heat transformer”, Thermochim. Acta, 2017.

Item URL in elib:https://elib.dlr.de/127255/
Document Type:Conference or Workshop Item (Poster)
Title:Thermische Energiespeicherung mit positivem ΔT: Experimentelle Charakterisierung eines thermochemischen Speichermoduls im 1 kW-Maßstab
Authors:
AuthorsInstitution or Email of AuthorsAuthors ORCID iD
Stengler, JanaJana.Stengler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-6124-8286
Linder, Marc PhilippMarc.Linder (at) dlr.deUNSPECIFIED
Date:6 March 2019
Refereed publication:Yes
Gold Open Access:No
In SCOPUS:No
In ISI Web of Science:No
Status:Published
Keywords:thermische Energiespeicherung, thermochemische Systeme, Wärmetransformation, chemische Wärmepumpe, Gas-Feststoff-Reaktion
Event Title:Jahrestreffen der ProcessNet-Fachgruppe Energieverfahrenstechnik und des Arbeitsausschuses Thermische Energiespeicherung
Event Location:Frankfurt/Main, Deutschland
Event Type:national Conference
Event Dates:6.-7. März 2019
Organizer:DECHEMA Gesellschaft für Chemische Technik und Biotechnologie e.V.
HGF - Research field:Energy
HGF - Program:Storage and Cross-linked Infrastructures
HGF - Program Themes:Thermal Energy Storage
DLR - Research area:Energy
DLR - Program:E SP - Energy Storage
DLR - Research theme (Project):E - Thermochemical Processes (Storage)
Location: Stuttgart
Institutes and Institutions:Institute of Engineering Thermodynamics > Thermal Process Technology
Deposited By: Stengler, Jana
Deposited On:03 May 2019 13:41
Last Modified:03 May 2019 13:41

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