Speichern und Transportieren

Question 1

Energiedichte pro kg

Answer 1

120 MJ/kg. Hoch.

Question 2

Möglichkeiten für eine volumeneffiziente Speicherung

Answer 2

Verdichten
Verflüssigen
Physikalisch/chemische Bindung an Speichermaterialen

Question 3

Ideales Gas bis… dann…

Answer 3

15 MPa.

Van-der-Waals Gleichung, mit Kompressibilitätzfactor Z.

Question 4

Verdichtung von Druckwasserstoff: Werte, Bemerkung

Answer 4

20-100MPa. Sinnvoll für viele chemische Prozesse

Question 5

Gleichung der Verdichtung

Answer 5

Verdichtungsarbeit W, aus Zustandsgleichung & kalorische Gleichung

Question 6

Wirkliche Verdichtung

Answer 6

Mit eta_adiabatic oder Interpolation aus:

• idealer Verdichtung (Isentropes adiabatisches Prozess vom idealen Gas durch isentropen Verdichtungswirkungsgrad, da nicht reversibel)
• isothermer Verdichtung vom idealen Gas

Question 7

Wärmeabfuhr der Verdichtung

Answer 7

Soll unmittelbar abgeführt werden. Praktisch-> mehrstufige Verdichtung mit Zwischenküllung, typ. 3x.

Question 8

Polytropische Verdichtung

Answer 8

Gleichung des isentropen adiabotischen Prozess aber mit polytropenexponent n=nu_p gamma /(1+nu_p gamma-gamma)
Wobei nu_p=W_DeltaS=0,ideal / W_polytropic

Question 9

Verdichter: Bemerkung, Typen

Answer 9

Augrund der geringen M sind konventionelle Verdichter nicht geeignet.
Radiale Turbo-Hochdruckkompressor, Kolben, Verdampfung aus flüssiger Phase.
Schraubenverdichter

Question 10

Druckbehälter: allgemeine Bemerkungen

Answer 10

Einfachste, weitest verbreiteste, effizienteste Speichertechnologie
Meisten in zylindrischen Form.
Gewicht nicht optimiert um Standardmaschine zu benutzen
Reserve für Betankung

Question 11

Fokus der Typen der Druckbehälter

Answer 11

CFK lasttragend, Metall als Diffusionsbarriere

CFK

Question 12

Druck im Druckbehälter für Autos

Answer 12

35 Mpa

Question 13

Vorteile des LH2

Answer 13

Vereinfachter Transport

effizientere Speicherung

Question 14

Verflüssigung wird erreicht durch…

Answer 14

Abkühlen, Verdichtung unter die Siede/Inversionstemperatur 203K. Dann Entspannung. Durch noch kältere Medien, magnetkalorischen Effekt, Drosselung. Flüssig-Helium_Wärmetauschern.

Question 15

Magnetokalorisches Effekt

Answer 15

Ein Magnetfelt kann die magnetischen Eigenschaften eines Materials ändern -> T sinkt.

Question 16

Energie bei der Verflüssigung

Answer 16

Entzichen der Wärme, op-Transformierung -> 12 MJ/kg

Wirkungsgrad 0.2 mit Turbinen -> 56

Question 17

Großanlagen für Verflüssigung

Answer 17

LN2 für Vorkühlung
Hocheffiziente Verdichter und Turbinen
Verbesserte Wärmeisolierung
Effizienter Wärmetauscher und Reaktoren
(Reinigungsstufe)

Question 18

SLH2: Produktion

Answer 18

Kontinuierliche Entahme von verdampfenden flüssigen H2

Question 19

Kryospeicher: Struktur

Answer 19

Außenhülle aus Edelstahl
Superisolierung mit Vakuum
Innere Hülle

Question 20

Kryospeicher: Problem

Answer 20

Boil-off. Verluste minimieren durch Brennstoffellen. Hohe Ansprüche an alle Komponente und Messkomponente.

Question 21

Festkörperspeicher: Arten

Answer 21

Physisorption -> H2 wird mittels Van-Der-Waalskräfte an der Oberfläche adsorbiert
Chimisorption: Adsorption->Dissoziation->Einbettung der Atome in das Metallgitter. Metallhydride (unter Druck unf Freisetzung von Wärme)

Question 22

Physisorption

Answer 22

H2 wird mittels Van-Der-Waalskräfte an der Oberfläche adsorbiert

Question 23

Chimisorption

Answer 23

Adsorption->Dissoziation->Einbettung der Atome in das Metallgitter.

Question 24

Vergleich von Methoden bei der Speicherung

Answer 24

kg H2/100kg -> Druck Druck<Flüssig

Question 25

Transport: Arten

Answer 25

Diskreter Transport

Kontiuierlicher leitungsgebundener Transport

Question 26

CHG2 Transport

Answer 26

Sehr teuer -> flüssiger Phase

Question 27

LKW Transportkapazität von LH2

Answer 27

10%

Question 28

LH2 Tankschiffe

Answer 28

Kugeltank. Verdampfungsverluste und beim Umfüllen

Question 29

Konzept für diskreten Transport

Answer 29

Container, Autonomie von 30 Tagen

Question 30

Leitungen für GH2

Answer 30

Spezielle Hochdruckleitungen. Moderate Entfernungen, sicher. Bisher immer bei Umgebungstemperatur und trockenem Zustand -> keine Erfahrung mit Hochdruckfernleitungen.
Hoch Volumenstrom da rho klien. 10% Verluste / 100km.

Question 31

Erdgaspipelines

Answer 31

Bestehendes Netwerk kann verwendet werden, manchmal mit Erdgas weil hoch diffusiv in Metalle

Question 32

Leitungen für LH2

Answer 32

Aufwendige Isolierung -> max 50km.

Question 33

Vergleich der Speichertechnologien

Answer 33

Druckspeicher sind weit entwickelt mit Erfahrung mit Druckgas, verfügbar günstig und Infrastruktur da.
LH2: Probleme für Anwendungen im privaten Bereich aber neue Materiale. Überdrücke müssen gering gegen der Atmosphäre sein.
Festkörperspeicher: attraktivste Variante aber noch zu schwer

Question 34

Verluste in % der aufgebrachten Energie bei der Speicherung

Answer 34

30% bei der Verflüssigung
15% bei Verdichtung
LH2 effizienter mit der Transport.

Question 35

Übliche Starttemperatur für Entspannung und Druck

Answer 35

77K

0.1 MPa