Entwicklung und Konstruktion eines Laborreaktors zur Speicherung von Wasserstoff in einem Mitteltemperatur-Metallhydrid am Beispiel von Natriumalanat

Abstract

Ziel der vorliegenden Diplomarbeit ist die Entwicklung und Konstruktion eines Laborreaktors mit einem Füllvolumen von einem Liter zur Speicherung von Wasserstoff in einem Mitteltemperatur-Metallhydrid. Für die Auslegung wird zunächst von dem Material Natriumalanat ausgegangen, der Reaktor kann in späteren Anwendungen jedoch auch für andere Materialien eingesetzt werden. Besonders wichtige Anforderungen an das Reaktordesign ist die Gewährleistung eines zyklischen Betriebs bis zu einem Druck von 150 bar und bis zu einer Temperatur von 200°C unter Berücksichtigung der sicherheitstechnischen Anforderungen für den Betrieb unter Wasserstoff. Zudem soll der Reaktor ein gutes Wärmemanagement aufweisen, da die Geschwindigkeit der chemischen Reaktion,mit der der Wasserstoff im Speichermaterial gespeichert wird, maßgeblich von einer optimalen Temperatur abhängt. Da es sich bei dem zu entwickelnden Reaktor um einen Laborreaktor handelt, ist eine ausreichende Flexibilität im Hinblick auf die Verwendung unterschiedlicher Materialien und Materialmengen sowie eine einfache Befüllung und Entleerung des Reaktors vorzusehen. Nachdem ein Konzept für einen solchen Reaktor entwickelt wurde, das obige Anforderungen erfüllt, soll die Auswahl der zu verwendenden Reaktormaterialien sowie die Konstruktion in enger Zusammenarbeit mit der Fertigung ausgearbeitet werden.