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

Parametric investigation of a volumetric solar receiver-reactor

Lidor, Alon und Fend, Thomas und Roeb, Martin und Sattler, Christian (2020) Parametric investigation of a volumetric solar receiver-reactor. Solar Energy, 204, Seiten 256-269. Elsevier. doi: 10.1016/j.solener.2020.04.045. ISSN 0038-092X.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Preprintversion (eingereichte Entwurfsversion)
1MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038092X20304205?via%3Dihub

Kurzfassung

Hydrogen production by solar-driven 2-step reduction–oxidation cycles has been successfully demonstrated in recent years. While the demonstrated efficiencies were quite low (up to 5.25% solar-to-fuel efficiency), there is a large potential for much higher efficiencies. This paper presents a detailed parametric investigation of a large scale (>100 kW) volumetric solar receiver-reactor, performed using a finite volume method model. The reactor temperature profile and extent of reduction are investigated by evaluating the effects of heat recovery, sweep gas mass flow, radiation flux and porosity. The current reactor concept is shown to have a temperature gradient across the absorber of 500–700 K, leading to a mean ceria reduction extent of 0.004–0.012, thus limiting the amount of hydrogen that can be generated to the order of several milligrams per cycle or less. It is also shown that heat recovery can reduce the temperature gradient across the absorber to 350 K, thus increasing the hydrogen generation significantly, up to four orders of magnitude higher than with no heat recovery (up to 5.25 g/cycle). The solar heat flux on the receiver can also significantly increase the hydrogen production and reduce the reduction step duration. Thus, the optimization of both design and operation of large volumetric reactors can increase the hydrogen generation rate significantly.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/135158/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Parametric investigation of a volumetric solar receiver-reactor
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lidor, AlonAlon.Lidor (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fend, ThomasThomas.Fend (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roeb, MartinMartin.roeb (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9813-5135NICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, ChristianChristian.Sattler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4314-1124NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 Juli 2020
Erschienen in:Solar Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:204
DOI:10.1016/j.solener.2020.04.045
Seitenbereich:Seiten 256-269
Verlag:Elsevier
ISSN:0038-092X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Solar energy Thermochemical cycles Hydrogen generation Solar fuels
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:Solare Brennstoffe
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Brennstoffe (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Solare Verfahrenstechnik
Hinterlegt von: Sattler, Prof. Dr. Christian
Hinterlegt am:09 Okt 2020 10:32
Letzte Änderung:23 Okt 2023 14:30

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.