Energiespeicherung in Metallhydriden - neues Buch

EAN (ISBN-13): 9783709186718
Herausgeber: Springer Science+Business Media

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ISBN/EAN: 9783709186718

ISBN - alternative Schreibweisen:
978-3-7091-8671-8
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Autor des Buches: buchner
Titel des Buches: energiespeicherung metallhydriden

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Daten vom Verlag:

Autor/in: H. Buchner
Titel: Innovative Energietechnik; Energiespeicherung in Metallhydriden
Verlag: Springer; Springer Wien
279 Seiten
Erscheinungsjahr: 2013-03-08
Vienna; AT
Sprache: Deutsch
42,99 € (DE)
42,99 € (AT)
48,50 CHF (CH)
Available
XV, 279 S.

EA; E107; eBook; Nonbooks, PBS / Technik/Wärmetechnik, Energietechnik, Kraftwerktechnik; Alternative und erneuerbare Energiequellen und -technik; Verstehen; Energiespeicherung; Hydrid; Metall-Wasserstoff-System; Treibstoff; Wasserstoff; A; Renewable and Green Energy; Renewable Energy; Engineering; BB

Erster Teil. Grundlagen.- A. Allgemeines.- 1. Einführung in die Frage der Wasserstoffspeicherung.- 1.1 Speicherung in physikaHsch gebundener Form.- 1.1.1 Hochdruckgasbehälter.- 1.1.2 Mikroglaskugeln.- 1.1.3 Flüssigwasserstoff.- 1.2 Speicherung in chemisch gebundener Form.- 1.2.1 Ammoniak.- 1.2.2 Organische Reaktionen.- 1.2.3 Wasser.- 1.2.4 Reversible Metall-Wasserstoff-Reaktionen (Metallhydride).- 2. Grundlagen der reversiblen Metallhydride.- 2.1 Theoretische Grundlagen der Konzentrations-Druck-Isothermen.- 2.2 Technologische Aspekte der Metallhydride.- 2.2.1 Einteilung der Hydride.- 2.2.1.1 Tieftemperaturhydride.- 2.2.1.2 Mitteltemperaturhydride.- 2.2.1.3 Hochtemperaturhydride.- 2.3 Hydride als Wärmespeicher.- 2.4 Einfluß der Kristall- und Elektronenstruktur auf die Hydridbildung.- 2.5 Die Kinetik der Wasserstoffreaktion mit Metallen.- 2.6 Der Einfluß von Fremdgasbeimengungen im Wasserstoff auf die Hydridbildung.- 2.6.1 Aktivierung der Hydridspeicher.- 2.6.2 Einfluß von Verunreinigungen.- 2.6.2.1 Adsorption (Physisorption).- 2.6.2.2 Chemisorption.- 2.6.3 Experimentelle Ergebnisse.- 2.6.4 Verbesserung der selektiven Wasserstoffabsorption.- 2.7 Die Wärmeleitfähigkeit von Hydridspeichern.- 2.7.1 Experimentelle Ermittlung der Wärmeleitfähigkeit von Hydriden.- 2.8 Zyklisierungsstabilität von Hydridspeichern.- 2.9 Sicherheitsaspekte von Hydridspeichern.- 2.10 Herstellung von Hydriden und Hydridbehältern.- B. Experimentelle Ergebnisse.- 2.11 Auswahl und Eigenschaften verschiedener Hydridsysteme.- 2.11.1 Das System Ti-Fe-H.- 2.11.1.1 TiFe-H.- 2.11.1.2 Ti2Fe-H.- 2.11.2 Die Systeme Ti-Fe-Me-H.- 2.11.2.1 Ti-Fe-Mn-H.- 2.11.2.2 Ti-Fe-Zr-H.- 2.11.2.3 Ti-Fe-Cr-H.- 2.11.2.4 Ti-Fe-Al-H.- 2.11.2.5 Tendenzen der Hydrierfähigkeit der Systeme Ti-Fe-Me-H.- 2.11.3 Das System Ti-Ni-H.- 2.11.3.1 TiNi-H.- 2.11.3.2 Ti2Ni-H.- 2.11.3.3 Die Interphasendiffusion des Wasserstoffs im System Ti2Ni/TiNi.- 2.11.4 Das System Ti-Co-H.- 2.11.4.1 TiCo-H.- 2.11.4.2 Ti2Co-H.- 2.11.5 Das System Ti-Mn-H.- 2.11.5.1 „TiMn“-H.- 2.11.6 Das System Ti-Cr-H.- 2.11.6.1 TiCr2-H.- 2.11.6.2 TiCr2-xMnx-H.- 2.11.7 Die AB5-Hydride.- 2.11.7.1 LaNi5-H.- 2.11.8 Das System Ca-Ni-H.- 2.11.9 Das System Mg-Ni-H.- 2.11.9.1 MgH2.- 2.11.9.2 Mg2Ni-H.- 2.11.10 Die Systeme Mg-Me-H.- 2.11.10.1 Mg-Cu-H.- 2.11.10.2 Mg-Y-H.- 2.11.10.3 Mg-Al-H.- Zweiter Teil. Anwendung in Fahrzeugen.- A. Allgemeines.- 3. Hydride als Wasserstoffspeicher für Kraftfahrzeuge.- 3.1 Einleitung.- 3.2 Allgemeines zur Wasserstofferzeugung aus Gas und Strom.- 3.2.1 Wasserstoff als Zusatzkraftstoff.- 3.2.2 Kleinanlagen zur Wasserstofferzeugung.- 3.2.3 Das All-Strom-Haus.- 3.2.3.1 Aufbau einer Elektrolyseanlage.- 3.2.4 Das All-Gas-Haus.- 3.2.4. 1 Verwendung von Erdgas.- 3.2.4.2 Verwendung von Erdgas/Wasserstoff-Gemischen.- 3.2.4.3 Verwendung von Stadtgas.- 3.2.4.4 Abtrennung des Wasserstoffs aus Gasgemischen.- 3.3 Wasserstoffantrieb für Kraftfahrzeuge.- 3.3.1 Verbrennungsmotoren mit Wasserstoff.- 3.3.2 Zweistoffbetrieb Wasserstoff-Benzin.- 3.3.3 Gasturbine.- 3.3.4 Brennstoffzelle und Elektromotor.- 3.4 Hydridspeichertechnologie für Kraftfahrzeuge.- 3.4.1 Hydridspeichertechnologie bei Daimler-Benz.- 3.4.1.1 Hydridspeicher mit äußerem Wärmetausch.- 3.4.1.2 Hydridspeicher mit innerem Wärmetausch.- 3.4.1.3 Hydridspeicher als Klimaanlage.- 3.4.1.4 Hochtemperaturhydridspeicher in Kraftfahrzeugen (Kombinationsspeicher).- 3.4.1.5 Hydridspeicherais Standheizung.- 3.4.1.6 Hydride zur Abwärmespeicherung.- 3.4.2 Überblick über die Hydridspeicherung.- 3.4.3 Antriebssystem Hochtemperaturhydridspeicher und Verbrennungsmotor.- 3.4.4 Demonstrationsvorhaben von Wasserstoffahrzeugen mit Hydridspeichern.- 3.4.5 Betankung der Wasserstoffahrzeuge mit Hydridspeichern.- 3.4.5.1 Betankung von Tieftemperaturhydriden.- 3.4.5.2 Betankung von Hochtemperaturhydriden.- 3.4.5.3 Die Materialwechseltechnik.- 3.4.6 Einsatzmöglichkeiten für Wasserstoffahrzeuge mit Hydridspeicher.- 3.5 Vergleich von Wasserstoff- und Elektroantriebssystemen.- B. Experimentelle Ergebnisse.- 3.6 Auslegungsbeispiele verschiedener Hydridspeicher.- 3.6.1 Auslegungsbeispiel für einen Hydridspeicher mit innerem Wärmetausch.- 3.6.1.1 Überlegungen zur Gewichtseinsparung.- 3.6.2 Auslegungsbeispiel für abgasbeheizte Kombinationsspeicher.- 3.6.2.1 Der Aufbau eines Mg2Ni-Speichers.- 3.6.2.2 Der Aufbau eines abgasbeheizten TiFe-Speichers.- 3.6.2.3 Testergebnisse.- 3.6.2.4 Testergebnisse mit einem abgasbeheizten TiZrCrMn-Speicher.- 3.6.3 Auslegung und Testergebnisse einer Hydridstandheizung.- Dritter Teil. Sonstige Anwendungen.- A. Allgemeines.- 4. Metallhydride für die elektrochemische Energiespeicherung und -erzeugung (Hydridbatterien).- 4.1 Elektrochemisches Verhalten von Metallhydriden.- 4.1.1 Metallurgie der Ti-Ni-H-Elektroden.- 4.1.2 Erhöhung der elektrochemisch reversiblen Wasserstoffdichte.- 4.1.3 Änderung der Bindungsenergie des Wasserstoffs im Kristallgitter.- 4.1.4 Passivierung der Ti-Ni-Legierungen.- 4.1.5 Zusammenfassung.- 4.1.6 Die TiNi-Starterbatterie.- 4.1.6.1 Belastbarkeitsverhalten.- 4.1.6.2 Zusammenfassung.- 5. Hydridspeicher und Brennstoffzelle.- 5.1 Dezentrale Stromerzeugung mittels Wasserstoff/Luft-Brennstoflfzelle.- 6. Metallhydride als stationäre und mobile Wärmespeicher.- 6.1 Hydridwärmepumpen und -kältemaschinen (geschlossener Wasserstoffkreislauf).- 6.1.1 Stationäre Hydridwärmepumpen.- 6.1.2 Hydridvorwärmheizung und -klimaanlage für Kraftfahrzeuge mit konventionellen Antriebssystemen.- 6.2 Stationäre Hydridwärmespeicher mit Wasserstoffverbrauch.- 7. Weitere Anwendungsmöglichkeiten für Metallhydride.- 7.1 Der Hydridkompressor für Wasserstoff.- 7.2 Wasserstoffreinigung.- 7.3 Deuteriumanreicherung.- 8. Ausblick: Das Wasserstoff-Hydrid-Energiekonzept.- B. Experimentelle Ergebnisse.- 9. Optimierung von Hydridelektroden und einer Hydridwärmepumpe.- 9.1 Elektrochemische Testergebnisse im System Ti-Ni-H.- 9.1.1 Dotierung mit Fremdatomen.- 9.1.2 Testergebnisse dotierter Elektroden.- 9.1.3 Einfluß des Sauerstoffgehalts auf die Elektrodeneigenschaften.- 9.1.4 Einfluß der Entladungstiefe auf die Lebensdauer der Elektroden.- 9.1.5 Einfluß der Elektrolyttemperatur auf die Elektrodeneigenschaften.- 9.1.6 Einfluß der Elektrolytkonzentration auf die Elektrodeneigenschaften.- 9.1.7 Einfluß der Phasenanteile auf die Elektrodeneigenschaften.- 9.1.8 Elektrodenherstellung.- 9.1.8.1 Experimentelle Ergebnisse.- 9.2 Auslegung einer Hydridvorwärmheizung für Personenkraftwagen.