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Experimental Investigation of the Applicability of a 250 kW Ceria Receiver/Reactor for Solar Thermochemical Hydrogen Generation

Thanda, Vamshi Krishna und Fend, Thomas und Laaber, Dmitrij und Lidor, Alon und von Storch, Henrik und Säck, Jan Peter und Hertel, Johannes und Lampe, Jörg und Menz, Gunter und Sattler, Christian (2022) Experimental Investigation of the Applicability of a 250 kW Ceria Receiver/Reactor for Solar Thermochemical Hydrogen Generation. Renewable Energy, 198, Seiten 389-398. Elsevier. doi: 10.1016/j.renene.2022.08.010. ISSN 0960-1481.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
7MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0960148122011764?via%3Dihub

Kurzfassung

Solar thermochemical water splitting via a two-stage redox cycle has been subjected to numerous theoretical and experimental studies since a couple of decades. It has been considered as a promising technology to generate green hydrogen as it is feasible to directly convert concentrated solar radiation into storable chemical energy. The present article describes the results of an experimental campaign, which has been carried out to further demonstrate the feasibility of this technology. Based on the prior experience from solar gas turbine projects, a combined receiver/reactor has been designed and built up operating at temperatures between 1400 °C and 1000 °C using radiative power of up to 150 kW generated by a large-scale solar simulator (Synlight). The reactor has a total volume of 90 L with open porous ceramic foam structure. Additionally, high-performance heat exchangers have been used to recover the heat content of the product gases. Typical necessary durations for the sub-cycles, reduction and oxidation as well as durations for the corresponding necessary heating and cooling phases have been determined. By producing up to 8,8 g of hydrogen per cycle it could be shown that the production of hydrogen in a medium scale structured reactor is possible.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/192807/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Experimental Investigation of the Applicability of a 250 kW Ceria Receiver/Reactor for Solar Thermochemical Hydrogen Generation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Thanda, Vamshi KrishnaVamshi.Thanda (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fend, ThomasThomas.Fend (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Laaber, DmitrijDmitrij.Laaber (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lidor, AlonAlon.Lidor (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
von Storch, HenrikHenrik.vonStorch (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Säck, Jan PeterJan.Saeck (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Hertel, JohannesJohannes.Hertel (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lampe, Jörgjoerg.lampe (at) rfh-koeln.dehttps://orcid.org/0000-0002-0789-0371NICHT SPEZIFIZIERT
Menz, Guntergmenz (at) uni-bonn.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, ChristianChristian.Sattler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4314-1124NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:11 August 2022
Erschienen in:Renewable Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:198
DOI:10.1016/j.renene.2022.08.010
Seitenbereich:Seiten 389-398
Verlag:Elsevier
ISSN:0960-1481
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Thermochemical cycle Solar fuel Solar hydrogen production Redox reaction Ceria Solar hydrogen reactor
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Chemische Energieträger
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Brennstoffe
Standort: Jülich , Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Future Fuels
Institut für Future Fuels > Solarchemische Verfahrensentwicklung
Hinterlegt von: Bülow, Mark
Hinterlegt am:21 Dez 2022 10:23
Letzte Änderung:21 Dez 2022 10:23

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