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Numerical optimization of a plate reactor for a metal hydride open cooling system

Weckerle, Christoph und Bürger, Inga und Linder, Marc Philipp (2019) Numerical optimization of a plate reactor for a metal hydride open cooling system. International Journal of Hydrogen Energy. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijhydene.2019.04.260. ISSN 0360-3199.

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Kurzfassung

Open cooling systems based on metal hydrides (MH) are promising as they are purely driven by the on-board available compression work of the compressed hydrogen in a fuel cell vehicle. In this study, the plate reactor is numerically optimized for fast reaction dynamics leading to an increased power density. Experimental results for the thermodynamic characterization of the applied Hydralloy C2 (Ti_0.98 Zr_0.02 V_0.41 Fe_0.09 Cr_0.05 Mn_1.46) in the temperature range of 0 to 50°C and a mathematical expression for the pressure–concentration isotherms are presented. The model is validated with data from the experimental literature for different cooling temperatures (15–25°C) and electrical fuel cell powers (4–6 kW). As the reactor alternately passes through two temperature levels in its continuous operation, the effects of thermal losses are evaluated in detail. The optimum thickness for the MH bed is close to the channel thickness of a commercially available reactor. A further increase of the cooling power can be obtained by reducing the distance of the hydrogen gas transport, porosity of the MH bed, and fuel cell backpressure.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/127595/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Numerical optimization of a plate reactor for a metal hydride open cooling system
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Weckerle, ChristophChristoph.Weckerle (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bürger, Ingainga.buerger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6091-0431NICHT SPEZIFIZIERT
Linder, Marc PhilippMarc.Linder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2218-5301NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Mai 2019
Erschienen in:International Journal of Hydrogen Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.ijhydene.2019.04.260
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Veziroğlu, Turhan NejatNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Elsevier
ISSN:0360-3199
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Metal hydrides Thermodynamic characterization of Hydralloy C2 Plate reactor Cooling system Fuel cell vehicles
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HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - NGC Antriebssystem und Energiemanagement (alt)
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Weckerle, Christoph
Hinterlegt am:12 Jul 2019 12:44
Letzte Änderung:31 Okt 2023 14:42

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