elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Barrierefreiheit | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Valorization of phosphogypsum by-product as thermochemical energy storage material

El Harrak, Abdechafik und Slimani, Hmida und Gollsch, Marie und Ait Ousaleh, Hanane und Mehmood, Shahid und Bürger, Inga und Linder, Marc Philipp und Faik, Abdessamad (2026) Valorization of phosphogypsum by-product as thermochemical energy storage material. Journal of Energy Storage, 144, Seite 119801. Elsevier. doi: 10.1016/j.est.2025.119801. ISSN 2352-152X.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2352152X25045153?via%3Dihub

Kurzfassung

Phosphogypsum (PG), a phosphate industry by-product, emerges as a promising candidate among numerous materials capable of reversibly storing thermal energy via endo-exothermic reactions. By utilizing this resource, not only its environmental impact will be reduced, but the overall cost-effectiveness of the thermochemical energy storage (TcES) system will be improved. PG as characterized in this study is composed mainly of calcium sulfate (CS) dihydrate, CaSO4·2H2O. Its dehydration proceeds in two steps: first, transforming it into CS hemihydrate, CaSO4∙0.5H2O, with an enthalpy of 441 J/g, followed by dehydration to CS anhydrate, CaSO4, with an enthalpy of 147 J/g. Rehydrating the material allows complete energy recovery. The reversibility of PG's hydration and dehydration reactions for the working pair CaSO4/H2O is demonstrated in this study. The cycling stability of PG and pure CS as thermochemical energy storage materials is investigated on a mg-scale as well as in a TcES lab-scale reactor of 20 g storage material bulk. PG shows better cyclability characteristics compared to CS. Over 60 cycles of hydration/dehydration at 140 °C, PG exhibited good cycling stability, whereas a decrease in conversion was observed in CS. However, increasing the dehydration temperature resulted in reduced cyclability for both materials. This reduced cyclability is attributed primarily to the formation of an inactive anhydrous CS phase, anhydrite II. This phase formation occurs at lower temperatures in the case of CS when compared to PG, which explains the distinct behaviors of these materials during cycling. Additionally, CS tends to agglomerate more easily, while PG presents reduced agglomeration. This difference is attributed to the presence of SiO2 in PG, which was confirmed through a three-cycle hydration/dehydration experiment comparing CS and CS with the addition of 10 wt% SiO2. PG also allows for a significant thermal heat upgrade, which was demonstrated in the lab-scale reactor during 26 cycles of hydration and dehydration, holding significant potential for various industrial applications, including waste heat recovery.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/220894/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Valorization of phosphogypsum by-product as thermochemical energy storage material
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
El Harrak, AbdechafikAbdechafik.elharrak (at) um6p.maNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Slimani, HmidaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gollsch, MarieMarie.Gollsch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0657-9757NICHT SPEZIFIZIERT
Ait Ousaleh, HananeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mehmood, ShahidNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Bürger, Ingainga.buerger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6091-0431199783290
Linder, Marc PhilippMarc.Linder (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2218-5301NICHT SPEZIFIZIERT
Faik, AbdessamadAbdessamad.faik (at) um6p.maNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2026
Erschienen in:Journal of Energy Storage
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:144
DOI:10.1016/j.est.2025.119801
Seitenbereich:Seite 119801
Verlag:Elsevier
ISSN:2352-152X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Thermal energy storage; Thermochemical energy storage; Phosphogypsum; Calcium sulfate; Cycling; Waste heat; Byproduct
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SP - Energiespeicher
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Thermochemische Prozesse
Standort: Stuttgart
Institute & Einrichtungen:Institut für Technische Thermodynamik > Thermische Prozesstechnik
Hinterlegt von: Gollsch, Marie
Hinterlegt am:15 Dez 2025 15:55
Letzte Änderung:15 Dez 2025 15:55

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
OpenAIRE Validator logo electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.