Welche Wasserstoffspeichertechnologien gibt es? (II) - Physikalisch basierte Speicherung (Gas oder Flüssigkeit)

Welche Wasserstoffspeichertechnologien gibt es? (II) - Physikalisch basierte Speicherung (Gas oder Flüssigkeit)

Methoden zur Wasserstoffspeicherung Die von Industrie und Wissenschaft verwendeten Systeme können in zwei Typen unterteilt werden:

Physikbasierte Speicherung (gasförmig oder flüssig)

Materialbasierte Speicherung (Wasserstoff interagiert mit Speichermaterialien)

Bei der materialbasierten Speicherung wird Wasserstoff in drei verschiedenen Medien gespeichert: Metallhydride (feste Medien), flüssige Wasserstoffträger und materielle Oberflächenspeicherung.

2.1 Metallhydridspeicher

In einem Metallhydrid-Speichersystem wird molekularer Wasserstoff an der Metalloberfläche adsorbiert, anschließend wird das Element (H) über Wärmeabgabe in das Metallgitter eingebracht und mit der Wärmezufuhr wieder freigesetzt. Im Vergleich zur herkömmlichen physikalischen Speicherung bieten Metallhydride viele Vorteile, wie z. B. hohe Volumendichte, Sicherheit, niedrige Betriebstemperatur und -druck usw. Die Schüttdichte der meisten Hydride liegt deutlich über 80 kg/m3.

Metallhydrid ist eine Verbindung, die aus bestimmten Metallelementen und dem Wasserstoffelement besteht. Solche Verbindungen haben aktive chemische Eigenschaften und geringe Reserven, aber einen hohen Gebrauchswert. Metallhydrid ist beim Einfüllen von Wasserstoff exotherm; wenn Wasserstoff freigesetzt wird, endotherm; Dieser Wärmefreisetzungs-Endotherm-Zyklus kann zur Speicherung und Übertragung von Wärme genutzt werden

2.2 Flüssiger organischer Wasserstoffträger

Das Prinzip der Speichertechnologie für flüssigen organischen Wasserstoff (kurz LOHC) besteht darin, ein Paar reversibler Reaktionen zwischen Wasserstoffspeichermitteln wie Olefinen, Alkinen oder aromatischen Kohlenwasserstoffen und Wasserstoff zu nutzen, um eine Hydrierung und Dehydrierung zu erreichen. Die Massenspeicherdichte von Wasserstoff liegt zwischen 5 % und 10 %, verfügt über eine große Wasserstoffspeicherkapazität und das Wasserstoffspeichermaterial ist flüssiges organisches Material, das bei normaler Temperatur und normalem Druck transportiert werden kann, was bequem und sicher ist. LOHC kann Wasserstoff unter nominellen Umgebungsbedingungen chemisch in hoher Dichte speichern. beim Einfüllen von Wasserstoff exotherm; wenn Wasserstoff freigesetzt wird, endotherm.

2.3 Oberflächenspeichersysteme (Adsorbentien)

Wasserstoff kann auch durch Adsorption über Van-der-Waals-Kräfte in Materialien mit sehr spezifischen Oberflächen reversibel als Sorbat gespeichert werden. Einige Adsorptionsmaterialien umfassen metallorganische Gerüste (MOFs), Zeolithe, Kohlenstoffnanoröhren usw. Die erforderlichen Betriebstemperaturen sind niedriger und die Drücke bei dieser Form der Lagerung höher. Oberflächenspeichersysteme weisen außerdem eine geringe Volumendichte auf.