elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Numerical Investigations of a Counter-Current Moving Bed Reactor for Thermochemical Energy Storage at High Temperatures

Preisner, Nicole Carina und Bürger, Inga und Wokon, Michael und Linder, Marc Philipp (2020) Numerical Investigations of a Counter-Current Moving Bed Reactor for Thermochemical Energy Storage at High Temperatures. Energies, Seiten 1-22. Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI). doi: 10.3390/en13030772. ISSN 1996-1073.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
915kB

Offizielle URL: https://www.mdpi.com/1996-1073/13/3/772

Kurzfassung

High temperature storage is a key factor for compensating the fluctuating energy supply of solar thermal power plants, and thus enables renewable base load power. In thermochemical energy storage, the thermal energy is stored as the reaction enthalpy of a chemically reversible gas-solid reaction. Metal oxides are suitable candidates for thermochemical energy storage for solar thermal power plants, due to their high reaction temperatures and use of oxygen as a gaseous reaction partner. However, it is crucial to extract both sensible and thermochemical energy at these elevated temperatures to boost the overall system efficiency. Therefore, this study focuses on the combined extraction of thermochemical and sensible energy from a metal oxide and its effects on thermal power and energy density during discharging. A counter-current moving bed, based on manganese-iron-oxide, was investigated with a transient, one-dimensional model using the finite element method. A nearly isothermal temperature distribution along the bed height was formed, as long as the gas flow did not exceed a tipping point. A maximal energy density of 933 kJ/kg was achieved, when (Mn,Fe)3O4 was oxidized and cooled from 1050 °C to 300 °C. However, reaction kinetics can limit the thermal power and energy density. To avoid this drawback, a moving bed reactor based on the investigated manganese-iron oxide should combine direct and indirect heat transfer to overcome kinetic limitations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/134426/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Numerical Investigations of a Counter-Current Moving Bed Reactor for Thermochemical Energy Storage at High Temperatures
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Preisner, Nicole CarinaNicole.Preisner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2460-6907NICHT SPEZIFIZIERT
Bürger, Ingainga.buerger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6091-0431NICHT SPEZIFIZIERT
Wokon, MichaelMichael.Wokon (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Linder, Marc PhilippMarc.Linder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2218-5301NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2020
Erschienen in:Energies
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.3390/en13030772
Seitenbereich:Seiten 1-22
Verlag:Multidisciplinary Digital Publishing Institute (MDPI)
ISSN:1996-1073
Status:veröffentlicht
Stichwörter:moving bed; thermochemical energy storage; redox reaction
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Speicher und vernetzte Infrastrukturen
HGF - Programmthema:Thermische Energiespeicher
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Thermochemische Prozesse (Speicher) (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Neumann, Nicole
Hinterlegt am:20 Mär 2020 12:07
Letzte Änderung:25 Okt 2023 08:16

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.