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Defined purge gas composition stabilizes molten nitrate salt - Experimental prove and thermodynamic calculations

Sötz, Veronika und Bonk, Alexander und Steinbrecher, Julian und Bauer, Thomas (2020) Defined purge gas composition stabilizes molten nitrate salt - Experimental prove and thermodynamic calculations. Solar Energy, 211, Seiten 453-462. Elsevier. doi: 10.1016/j.solener.2020.09.041. ISSN 0038-092X.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0038092X20309889

Kurzfassung

Thermal energy storage systems are integrated in concentrating solar power plants to improve the flexibility of the electricity generation. Commonly, the liquid storage material Solar Salt, a nitrate salt mixture, is applied to transport and store solar thermal energy. The lifetime and the temperature range of Solar Salt in the storage units are restricted by decomposition reactions of the material. Oxide ion formation is one of the fundamental issues. So far, it has not been proven if oxide ion formation can be prevented by addition of gaseous reaction products to the gas atmosphere. Also, a reliable reaction equation for the oxide ion formation is missing. In the presented experiments, molten salt at 600 and 620 °C is purged with a gas mixture of nitrogen, oxygen, and nitrous gases. Post-analysis of salt samples reveals stabilizing effects, depending on the purge gas compositions. Chemical equilibrium of the oxide ion forming reaction is demonstrated. It is proven that oxide ion formation can be controlled and suppressed. Reaction equations are evaluated and selected in order to quantify the reaction thermodynamics. The results contribute to recommendations for operating conditions and gas handling in storage systems of solar thermal power plants, which finally ensure reliable and constant material properties for extended lifetime and high temperatures.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/137741/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Defined purge gas composition stabilizes molten nitrate salt - Experimental prove and thermodynamic calculations
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sötz, VeronikaVeronika.Soetz (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8309-6612NICHT SPEZIFIZIERT
Bonk, AlexanderAlexander.Bonk (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0676-7267NICHT SPEZIFIZIERT
Steinbrecher, JulianJulian.Steinbrecher (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bauer, ThomasThomas.Bauer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4080-7944NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:November 2020
Erschienen in:Solar Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:211
DOI:10.1016/j.solener.2020.09.041
Seitenbereich:Seiten 453-462
Verlag:Elsevier
ISSN:0038-092X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Thermal energy storage, Solar Salt, Salt decomposition, Oxide ion formation, Chemical equilibrium, Reaction thermodynamics
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: Sötz, Veronika
Hinterlegt am:07 Dez 2020 12:07
Letzte Änderung:23 Okt 2023 14:30

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