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Metal hydride reactor for output temperature control

Gehring, Daniel und Kölbig, Mila und Göltz, Stefanie und Heidingsfeld, Julia und Rentz, Anja und Sawodny, Oliver und Linder, Marc Philipp und Bürger, Inga (2023) Metal hydride reactor for output temperature control. International Journal of Hydrogen Energy, 50 (Part D), Seiten 1502-1517. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijhydene.2023.10.045. ISSN 0360-3199.

[img] PDF - Nur DLR-intern zugänglich bis 2026 - Postprintversion (akzeptierte Manuskriptversion)
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Offizielle URL: https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.10.045

Kurzfassung

Precise temperature control of fuel cell stacks is crucial to avoid degradation mechanisms and thus to extend lifetime. The present study demonstrates that metal hydride based modules can assist in controlling this temperature by serving as active thermal energy storage. The reversible reaction of metals with hydrogen is characterized by a temperature pressure correlation. Therefore, the temperature as well as the thermal power at which the thermal energy is released can be defined by the gas pressure. This enables the design of temperature controllers using the pressure as actuating variable on the metal hydride device. In this study, an existing metal hydride reactor based on LaNi4.85Al0.15 is integrated into a hydrogen and cooling fluid testing infrastructure. Based on experiments indicating the step response behaviour, the parameters for a 0D model have been identified. A PI controller was designed based on simulations and implemented on the test rig hardware. First experimental results show that it is possible to stabilize the temperature of the cooling fluid circuit to 70°C ± 1.5 K while a thermal power of +755 W/kgMH and 140 W/kgMH is provided for absorption and desorption, respectively.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/200564/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Metal hydride reactor for output temperature control
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Gehring, DanielNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kölbig, Milamila.koelbig (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Göltz, StefanieUniversität StuttgartNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heidingsfeld, JuliaUniversität StuttgartNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Rentz, AnjaUniversität StuttgartNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sawodny, OliverUniversität StuttgartNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Linder, Marc PhilippMarc.Linder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2218-5301NICHT SPEZIFIZIERT
Bürger, Ingainga.buerger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6091-0431149041022
Datum:28 Oktober 2023
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:50
DOI:10.1016/j.ijhydene.2023.10.045
Seitenbereich:Seiten 1502-1517
Verlag:Elsevier
ISSN:0360-3199
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Metal hydrideThermochemical storagesModel identificationActive temperature control
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Straßenverkehr
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V ST Straßenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - FFAE - Fahrzeugkonzepte, Fahrzeugstruktur, Antriebsstrang und Energiemanagement
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Bürger, Inga
Hinterlegt am:19 Dez 2023 17:31
Letzte Änderung:29 Jan 2024 12:57

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