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Oxygen Crossover in Solid-Solid Heat Exchangers for Solar Water and Carbon Dioxide Splitting: A Thermodynamic Analysis

Holzemer-Zerhusen, Philipp und Brendelberger, Stefan und Roeb, Martin und Sattler, Christian (2020) Oxygen Crossover in Solid-Solid Heat Exchangers for Solar Water and Carbon Dioxide Splitting: A Thermodynamic Analysis. In: ASME 2020 14th International Conference on Energy Sustainability, ES 2020, 83631, V001T13A001. ASME. Energy Sustainability, 2020-06-17 - 2020-06-18, online. doi: 10.1115/ES2020-1608. ISBN 978-0-7918-8363-1.

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Kurzfassung

In solar thermochemical redox cycles for H2O/CO2-splitting, a large portion of the overall energy demand of the system is associated with heating the redox material from the oxidation temperature to the reduction temperature. Hence, an important measure to improve the efficiency is recuperation of sensible heat stored in the redox material. A solid-solid heat exchanger can be subject to undesirable oxygen crossover, which decreases the oxygen uptake capacity of the redox material and consequently the system efficiency. We investigate the extent of this crossover in ceria based cycles, to identify, under which conditions a heat exchanger that allows oxygen crossover can improve the system efficiency. In a thermodynamic analysis we calculate the amount of transferred oxygen as a function of the heat exchanger efficiency and show the system efficiency of such a concept. A second law analysis is applied to the model to check the feasibility of calculated points of operation. For the investigated parameter set the heat exchanger design improves the system efficiency by a factor of up to 2.1.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/138178/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Oxygen Crossover in Solid-Solid Heat Exchangers for Solar Water and Carbon Dioxide Splitting: A Thermodynamic Analysis
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Holzemer-Zerhusen, PhilippPhilipp.Holzemer-Zerhusen (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brendelberger, StefanStefan.Brendelberger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roeb, MartinMartin.Roeb (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, ChristianChristian.Sattler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4314-1124NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2020
Erschienen in:ASME 2020 14th International Conference on Energy Sustainability, ES 2020
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
Band:83631
DOI:10.1115/ES2020-1608
Seitenbereich:V001T13A001
Verlag:ASME
Name der Reihe:Energy Sustainability
ISBN:978-0-7918-8363-1
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Carbon dioxide , Cycles , Heat exchangers , Oxygen , Solar energy , Water
Veranstaltungstitel:Energy Sustainability
Veranstaltungsort:online
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:17 Juni 2020
Veranstaltungsende:18 Juni 2020
Veranstalter :American Society of Mechanical Engineers
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: Roeb, Dr.rer.nat. Martin
Hinterlegt am:23 Dez 2020 14:16
Letzte Änderung:10 Jun 2024 11:09

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