Stabilität von neuen Nitratsalzschmelzen für den Einsatz in Solarkraftwerken

Abstract

In Zeiten des Klimawandels werden Solarkraft und Nachhaltigkeit zu einem immer wichtigeren Bestandteil unserer Gesellschaft. In thermischen Solarkraftwerken (CSP) wird die Wärme der Sonne mittels Spiegelsystemen auf ein Fluid fokussiert, welches für den Wärmetransport und die Speicherung von thermischer Energie zuständig ist. Das heiße Fluid kann für die Erzeugung von Dampf und damit für die Produktion von Strom verwendet werden. Das Salz ist während des Prozesses hohen Temperaturen (~ 560 °C) ausgesetzt, wodurch es zu verschiedenen Zersetzungsreaktionen kommen kann. Als Nebenprodukte entstehen dabei Alkalimetallhydride (MNO2) und Oxide (M2O), wobei Letztere korrosive Eigenschaften besitzen und somit die Lebensdauer von Speichersystemen begrenzen können. Im Rahmen dieser Thesis wurde der Einfluss von verschiedenen reaktiven oder passiven Gasatmosphären, sowie verschiedene Salzzusammensetzungen auf die Geschwindigkeit der Zersetzungsreaktionen bei erhöhten Betriebstemperaturen (600 °C) im 100 g-Maßstab untersucht. Dabei konnte festgestellt werden, dass die Oxidbildung unter Druckluft und Stickstoff stärker und schneller verläuft als unter Synthetischer Luft. Hohe Nitritgehalte zu Beginn der Reaktion begünstigen diesen Prozess zusätzlich. Es wurde bewiesen, dass ein erhöhter Startgehalt von Nitrit in der Schmelze einen großen Einfluss auf die Bildung von Oxidionen und deren Geschwindigkeit hat.