Kryo-komprimierter Wasserstoff - CcH2
Kryokomprimierter Wasserstoff ist ein Wasserstoffspeichersystem, das flüssigen und gasf?rmigen Wasserstoff kombiniert. Der Wasserstoff wird oberhalb der kritischen Temperatur Tcrit = 33K (= ?240,15?C) und dem kritischen Druck pcrit = 13bar bei 300 bis 1000 bar als überkritisches Fluid gespeichert. Ein überkritisches Fluid ist definiert als ein Stoff, dessen Temperatur und Druck die Werte seines kritischen Punktes überschreiten. Im überkritischen Zustand, bei 300 bar und einer Temperatur von 38 K, hat Wasserstoff eine theoretische maximale volumetrische Speicherdichte von 80kg/m3. Um die Boil-Off-Verluste (siehe kryogener Wasserstoff) des flüssigen Zustands zu verringern, sollte ein Minimum des Tanks mit Gas gefüllt sein.
Vorteile von kryo-komprimiertem Wasserstoff:
- Kryo-komprimierter Wasserstoff besitzt eine hohe Speicherdichte im Vergleich zu Druckwasserstoff.
- Reduzierte Boil-off-Rate im Vergleich zu flüssigem Wasserstoff.
- Bei 700 bar Druckspeichern entstehen hohe Kosten für die Kohlefasern (75% der Beh?lterkosten), bei kryo-komprimierten Wasserstoffspeichern lassen sich diese um 85% reduzieren.
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Herausforderungen von kryo-komprimiertem Wasserstoff:
- Boil-off-Rate führt immer noch zu Verlusten.
- Es wird viel Energie für Kühlung und Verflüssigung ben?tigt.
- Der Betankungsprozess ist kompliziert.
- Wegen der Kombination aus hohem Druck und niedriger Temperatur entstehen hohe Kosten aufgrund des Tankbeh?lters, der Ventile und Pumpen.
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Weiterführende Literatur
Johannes T?pler and Jochen Lehmann. Wasserstoff und brennstoffzelle,
2017.
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Detlef Stolten and Bernd Emonts, editors. Hydrogen science and engineering: Materials, processes, systems and technology. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, 2016.
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J. Klier, M. Rattey, G. Kaiser, M. Klupsch, A. Kade, M. Schneider, and R. Herzog. A new cryogenic high-pressure h2 test area: First results.
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R. K. Ahluwalia, J. K. Peng, H. S. Roh, T. Q. Hua, C. Houchins, and B. D. James. Supercritical cryo-compressed hydrogen storage for fuel cell electric buses. International Journal of Hydrogen Energy, 43(22):10215–10231, 2018.
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Cryogenic Society of America. Supercritical fluids, 27.09.2021.