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Simulation of an active and bidirectional thermochemical temperature control unit utilizing metal hydrides

Lösch, Hanna und Fensterle, Eva und Bürger, Inga (2025) Simulation of an active and bidirectional thermochemical temperature control unit utilizing metal hydrides. Thermal and Fluids Engineering Conference 2025, 2025-03-09 - 2025-03-12, Washington D.C, USA.

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Kurzfassung

Many common temperature control techniques have a lack of active controllability and bidirectionality. One common method is liquid cooling with the ambient as heat sink, which only cools or uses parasitic power for pumps and radiator fans for heating. In the present contribution we would like to present a novel bidirectional, active temperature control module (TCM) which is suitable for hydrogen applications e.g. fuel cells. It is based on the thermochemical reaction between metal hydrides and hydrogen depending on temperature and gas pressure. Therefore, it operates as reversible thermal energy buffer. The metal reacts exo- and endothermically with the hydrogen while ab-and desorbing, respectively. While the absorption releases heat, the desorption takes up heat. In the overall process of the TCM, the absorbed hydrogen will be released to the hydrogen system during desorption. Therefore, no energy is consumed. The driving temperature difference for the cooling or heating can be controlled using the gas pressure, so the system temperature can be actively controlled in both directions. In order to address required thermal powers, the reactor design needs to consider heat and mass transfer. The reaction and heat transfer are simulated in a 0D model. The results of the model connected to a controller will be presented for the outlet temperature, loading status, pressure and energy and compared to experimental data. The results demonstrate the pressure change in the reactor depending on the interfering temperature of the HTF resulting in a controlled outlet temperature within the demonstrated limits of the TCM.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/220143/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Simulation of an active and bidirectional thermochemical temperature control unit utilizing metal hydrides
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lösch, Hannahanna.loesch (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fensterle, Evaeva.fensterle (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bürger, Ingainga.buerger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6091-0431NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:12 März 2025
Referierte Publikation:Nein
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:thermal capacitor, hydrogen, thermal management, fuel cell, simulation
Veranstaltungstitel:Thermal and Fluids Engineering Conference 2025
Veranstaltungsort:Washington D.C, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:9 März 2025
Veranstaltungsende:12 März 2025
Veranstalter :ASTFE
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: Lösch, Hanna
Hinterlegt am:08 Dez 2025 15:28
Letzte Änderung:08 Dez 2025 15:28

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