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Lightweight reactor design by additive manufacturing for preheating applications using metal hydrides

Bürger, Inga und Sourmelis Terzopoulos, Venizelos Eleftherios und Kretschmer, Carolin und Kölbig, Mila und Brack, Christian und Linder, Marc Philipp (2021) Lightweight reactor design by additive manufacturing for preheating applications using metal hydrides. International Journal of Hydrogen Energy, 46 (56), Seiten 28686-28699. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijhydene.2021.06.091. ISSN 0360-3199.

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Kurzfassung

Thermal energy storage systems based on metal hydrides can be a solution for preheating fuel cells (FCs). They can provide thermal energy at temperatures below -20 °C during startup, while heat at 50 °C during operation is sufficient for regeneration. The challenge of such a system in mobile applications is the final weight specific thermal power. In this study, a reactor design based on additive manufacturing techniques for ~300 g of metal hydride is presented. Here, a reactor (passive) to hydride (active) mass ratio of 0.97 is realized, still reaching high weight specific thermal power of up to 2.1 kW/kgMH at -20 °C and 8 bar (LmNi4.91Sn0.15). Considering the example of preheating a FC from -20 °C in ~120 s, the performance of LaNi5 and LmNi4.91Sn0.15 is studied. While LaNi5 requires higher regeneration temperatures than LmNi4.91Sn0.15 (>40 °C compared to >20 °C), its performance is less sensitive to operative variations due to its nearly ideal thermodynamic characteristic.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/143276/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Lightweight reactor design by additive manufacturing for preheating applications using metal hydrides
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Bürger, Ingainga.buerger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6091-0431NICHT SPEZIFIZIERT
Sourmelis Terzopoulos, Venizelos EleftheriosVenizelos.SourmelisTerzopoulos (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kretschmer, CarolinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kölbig, Milamila.koelbig (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Brack, ChristianChristian.Brack (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Linder, Marc PhilippMarc.Linder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2218-5301NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:14 Juli 2021
Erschienen in:International Journal of Hydrogen Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:46
DOI:10.1016/j.ijhydene.2021.06.091
Seitenbereich:Seiten 28686-28699
Verlag:Elsevier
ISSN:0360-3199
Status:veröffentlicht
Stichwörter:metal hydrides, preheating, high thermal power, additive manufacturing, fuel cell cargo bike
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Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Bürger, Inga
Hinterlegt am:29 Okt 2021 11:11
Letzte Änderung:20 Okt 2023 08:29

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