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Thermodynamic characterisation and application of the ZrNi–H metal hydride system in the low-pressure regime

Felbinger, Jonina und Haverich, Johanna und Bürger, Inga und Linder, Marc Philipp (2024) Thermodynamic characterisation and application of the ZrNi–H metal hydride system in the low-pressure regime. Journal of Materials Chemistry A. Royal Society of Chemistry. doi: 10.1039/d3ta06667c. ISSN 2050-7488.

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Kurzfassung

The metal hydride system ZrNi–H is examined in this work, focusing on its thermodynamic properties at very low pressures and its viability for vacuum applications, such as hydrogen sorption pump for thermal switch components. A substantial literature study on existing equilibrium data below ambient pressure reveals a highly scattered picture of the equilibrium data. Particularly under vacuum conditions, conventional volumetric characterisation methods reach their limits in determining pressure–composition–temperature curves. To overcome these limitations, a generic temperature-driven & isochoric p–c–T characterisation method has been developed and is successfully employed. Thus, high-precision equilibrium data of ZrNi–H below 150 °C respectively 10 mbar are obtained. Thermodynamic properties for desorption and absorption derived from the experimental results as well as the corresponding Van't Hoff diagram within the investigated pressure range are provided. The scattering width of the absorption/desorption equilibrium lines as well as the hysteresis can be considerably reduced, and the existing database supplemented with reliable and accurate thermodynamic data of the ZrNi–H system. However, challenges emerge when evaluating the material's technical applicability in a thermally operated reactor. Observations from the measurements indicate slowing reaction kinetics at low capacity and degradation due to cyclic thermal loads.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/202824/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Thermodynamic characterisation and application of the ZrNi–H metal hydride system in the low-pressure regime
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Felbinger, JoninaJonina.Felbinger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4382-1231NICHT SPEZIFIZIERT
Haverich, JohannaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bürger, Ingainga.buerger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6091-0431160513055
Linder, Marc PhilippMarc.Linder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2218-5301NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:13 Februar 2024
Erschienen in:Journal of Materials Chemistry A
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1039/d3ta06667c
Verlag:Royal Society of Chemistry
ISSN:2050-7488
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Metal hydrides, ZrNi, Characterisation technique, Pressure-compostition-isotherms, Vacuum application, Thermal control device, Hydrogen sorption pump
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: Felbinger, Jonina
Hinterlegt am:29 Mai 2024 14:54
Letzte Änderung:29 Mai 2024 14:54

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