Festkörperwasserstoff ist Wasserstoffgas, das in Metallhydriden gespeichert ist. Das thermische Verhalten solcher Systeme ist von großer Bedeutung. Dies ist auf die grundlegenden physikalischen Eigenschaften der Verbindungen zurückzuführen.
Körperliches Verhalten #
Das Verhalten eines technischen Systems mit Metallhydriden wird hauptsächlich durch drei Effekte bestimmt:
- Der Druck im System hängt maßgeblich von der Temperatur ab. Die Beziehung zwischen diesen Variablen ist nichtlinear. Im Gleichgewicht charakterisiert eine Exponentialfunktion der Temperatur den Druck.
- Die Aufnahme von Wasserstoff in einem DASH-Speicher setzt Wärme frei. Es handelt sich also um einen exothermen Prozess.
- Umgekehrt ist die Entfernung von Wasserstoff ein endothermer Prozess. Daher ist Wärme erforderlich, um
Wasserstoff aus einem Speicher zu desorbieren.
Die Modellierung des Drucks oder der Temperatur eines Speichersystems erfordert die Berücksichtigung der Materialeigenschaften im Gleichgewicht sowie der Auswirkungen des dynamischen Verhaltens.
Das Bild unten zeigt, wie sich ein Speicher abkühlt, wenn ihm schnell Wasserstoff entzogen wird. Als sichtbarer Effekt baut es Eis auf seiner Oberfläche auf:
Technische Implikationen #
Das technische Verhalten leitet sich aus den oben genannten physikalischen Eigenschaften ab:
- Jedes DASH-Speichermodul zeichnet sich durch eine thermische Begrenzung der Lade- und Entladeraten aus. Diese Einschränkungen hängen sowohl von den Speichermaterialien als auch vom Systemdesign ab.
- Das Systemverhalten des Speichers ist dynamisch. Es kommt also auf den Ladezustand an, die
Umweltbedingungen, die Umgebungsparameter und frühere Zustände. - Wenn Wasserstoff über einen längeren Zeitraum extrahiert wird, muss dem System Wärme (ggf. bei Umgebungstemperatur) zugeführt werden, um die Extraktion am Laufen zu halten. Mit dem richtigen Design kann dies völlig passiv erfolgen.
- Bei längerer Wasserstoffversorgung muss Wärme aus dem System abgeführt werden, um
Aufladen des Systems. Auch hier kann das richtige Design ein vollständig passives Setup ermöglichen. - Die Entladung im Falle einer Leckage ist selbsthemmend. Diese Eigenschaft ist wichtig für die sehr hohe
Sicherheitsniveau der Systeme.
Systementwurf #
Unsere Experten stehen Ihnen zur Verfügung, wenn Sie weitere Fragen zur Integration von DASH haben
Wasserstoffspeichermodule in Ihrem System (Steuerung und Messung, thermisch usw.). Die Eigenschaften von standardisierten Produkten wie den Speichern der M-Serie oder der C-Serie sind genau definiert und charakterisiert. Neben diesen Standards sind wir auch in der Lage, die Technologie speziell an Ihre Anforderungen anzupassen.
