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Development and test of a solar reactor for decomposition of sulphuric acid in thermochemical hydrogen production

Thomey, Dennis und Oliveira, Lamark de und Säck, Jan-Peter und Roeb, Martin und Sattler, Christian (2012) Development and test of a solar reactor for decomposition of sulphuric acid in thermochemical hydrogen production. International Journal of Hydrogen Energy, 37, Seiten 16615-16622. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.02.136.

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Kurzfassung

Decomposition of sulphuric acid is a key step of sulphur based thermochemical cycles for hydrogen production by thermal splitting of water. The Hybrid Sulphur Cycle (HyS) consisting of two reaction steps is considered as one of the most promising cycles: firstly, sulphuric acid is decomposed by high temperature heat of 800-1200°C forming sulphur dioxide, which in a second step is used to electrochemically split water. Compared to conventional water electrolysis only about a tenth of the theoretical voltage is required making the HyS one of the most efficient processes to produce hydrogen by concentrated solar radiation. As a result, this thermochemical cycle has the potential to significantly reduce the amount of energy required for water splitting and to efficiently generate hydrogen free of carbon dioxide emissions. The European research project HycycleS aims at a technical realisation of the HyS. One objective of the project is to develop and qualify a solar interface, meaning a device to couple concentrated solar radiation into the endothermal steps of the chemical process. Therefore, a test reactor for decomposition of sulphuric acid by concentrated solar radiation was developed and tested in the solar furnace of DLR in Cologne. Tests in concentrated solar radiation were carried out for temperatures of the honeycomb up to 950°C decomposing sulphuric acid of 50 and 96 weight-percent. Mass and energy flow of the process were calculated in order to determine energy efficiency and chemical conversion. The influence of process parameters like temperature, flow rates and space velocity on chemical conversion and reactor efficiency was analysed in detail. If catalysts like iron oxide (Fe2O3) and mixed oxides (i.e. CuFe2O4) were used a conversion of SO3 to SO2 of more than 80% at a thermal efficiency of over 25% could be reached.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/77721/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Development and test of a solar reactor for decomposition of sulphuric acid in thermochemical hydrogen production
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Thomey, DennisNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Oliveira, Lamark deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Säck, Jan-PeterNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roeb, MartinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, ChristianNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2012
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:37
DOI:10.1016/j.ijhydene.2012.02.136
Seitenbereich:Seiten 16615-16622
Verlag:Elsevier
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Hydrogen production, thermochemical cycles, sulphuric acid decomposition
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:E SF - Solarforschung (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SF - Solarforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Verfahrenstechnik (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Solare Verfahrenstechnik
Hinterlegt von: Roeb, Dr.rer.nat. Martin
Hinterlegt am:08 Okt 2012 10:54
Letzte Änderung:08 Nov 2023 07:55

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