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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein derartiges Verfahren kann beispielsweise für die Versorgung von wasserstoffverbrauchenden Einrichtungen wie z. B. Brennstoffzellen gewerblich angewendet werden. Die Erfindung wird daher der Einfachheit halber nachfolgend beispielhaft anhand der Herstellung von Wasserstoff für Brennstoffzellen erläutert.
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Bei Brennstoffzellen stellt die Frage nach der Speicherung des Brennstoffs (v. a. H2) nach wie vor ein noch nicht befriedigend gelöstes Problem dar, insbesondere bei mobilen Anwendungen wie z. B. Fahrzeugen. Im Stand der Technik sind diesbezüglich mehrere Arten der H2-Speicherung bekannt:
- – Speicherung als Druck-H2 in Druckbehältern bei bis zu 700 bar;
- – Speicherung als Flüssig-H2 in Kryobehältern bei Temperaturen unter dem Siedepunkt von H2 (–253°C bei 1,013 bar);
- – Speicherung in Metallen oder Metalllegierungen, die mit H2 thermo-reversibel Einlagerungsverbindungen (metallische Hydride) bilden;
- – Speicherung in Form von kovalenten Hydriden bzw. H-enthaltenden organischen Verbindungen (z. B. Methan, Methanol, Benzin usw.), die zur Freisetzung von H2 einer Reformierungsreaktion unterzogen werden;
- – Speicherung in Form von H2O, das mit geeigneten Metallen (z. B. Li, Na, K, Mg usw.) zu H2 zersetzt wird;
- – Speicherung in Form von geeigneten salzartigen Metallhydriden (z. B. NaH, LiH usw.), die mit H2O zu H2 zersetzt werden;
- – Speicherung in Form von geeigneten komplexen Metallhydriden (z. B. LiAlH4, NaBH4 usw.), die mit H2O z. T. katalytisch zu H2 zersetzt werden;
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Die meisten der vorgenannten Methoden sind technisch oder energetisch sehr aufwendig, erlauben nur die Speicherung einer geringen Menge an H2, sind mit Gefahren behaftet oder weisen andere Nachteile auf.
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Dagegen weist die zuletzt genannte H2-Speicherung mit Hilfe von komplexen Metallhydriden das Potenzial einer technisch einfachen, sicheren und energetisch günstigen Speicherung größerer Mengen an H2 auf. Zu den Nachteilen der H2-Speicherung mit Hilfe von komplexen Metallhydriden gehört, dass entsprechende Mengen an H2O bereit gehalten werden müssen und dass als Nebenprodukt ein Feststoff, meist in wässriger Lösung, anfällt, der gesammelt und entsorgt werden muss.
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Das Dokument
WO 2004/035464 A2 zeigt eine Vorrichtung zur Herstellung von Wasserstoff bei der ein Hydrid an einem Katalysator umgesetzt wird, um Wasserstoff zu produzieren.
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Das Dokument
US 2005/0106097 A1 zeigt ein Verfahren bei dem druckbeaufschlagter Wasserstoff erzeugt wird ohne einen Kompressor oder signifikante Energiezuführung zu verwenden. Der so hergestellte Wasserstoff wird in einem Wasserstoffspeicher gespeichert. Ein ähnliches Verfahren zeigt auch die
US 2005/0079130 A1 .
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Dokument
US 2004/0035054 A1 zeigt ein Verfahren und Vorrichtung zur katalytischen Umsetzung einer mit Wasser verdünnten Lösung eines komplexen Hydrids. Wasser wird aus der Metalloxidlösung abgetrennt und in das Verfahren zurückgeführt. Ein ähnliches Verfahren wird auch in Dokument
US 6,683,025 B2 gezeigt, wobei ein geträgerter Katalysator eingesetzt wird. Auch in diesem Verfahren und Vorrichtung wird die katalytische Umsetzung einer mit Wasser verdünnten Lösung eines Hydrids gezeigt.
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In dem Dokument
US 5,702,491 wird eine ähnliche Reaktion wie in
US 2005/0106097 A1 oder
US 2005/0079130 A1 gezeigt.
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Dokument
JP 2003264002 A zeigt das Kondensieren des aus der Brennstoffzelle entweichenden Wasserdampfs durch Entspannung. Das gasförmige Wasser wird durch das mit dem Entspannen verbundene Abkühlen kondensiert.
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Die Dokumente
JP 2003137502 A und
JP 2003126677 A zeigen ein Verfahren und Vorrichtung zur Umsetzung von Hydriden mit Wasserstoff.
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Dokument
JP 2002154803 A zeigt die Umsetzung eines Metallhydrids, wobei Nebenprodukte mit einem Seperator von der Mischung des produzierten Wasserstoffwassers und Metall enthaltenden Produkten abgetrennt werden. Das anfallende Wasser wird in das Reaktionssystem zurückgeführt.
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In dem amerikanischen Patent
US 6,683,025 B2 wird ein Verfahren zur katalytischen Umsetzung komplexer Metallhydride mit Wasser zum Zwecke der H
2-Entwicklung offenbart, das unter geringfügigem Überduck (ca. 0,35 oder 2,1 bar) durchgeführt wird. Bei dem Verfahren wird ein geträgerter Katalysator eingesetzt, der gezielt und in steuerbarem Umfang mit der Reaktionslösung in Kontakt gebracht werden kann, sodass die Reaktion und damit die Menge des erzeugten H
2 exakt gesteuert werden kann. Über die Bereithaltung oder die Wiedergewinnung bzw. das Rezyklieren von eingesetztem H
2O geht aus diesem Patent nichts hervor.
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Bzgl. der Reduzierung der Menge an bereitzuhaltendem H
2O für die H
2-Entwicklung aus NaBH
4 offenbart die internationale Anmeldung
WO 2004/035465 A2 einen H
2-Entwicklungsapparat und ein Verfahren zur Entwicklung von H
2 mit Hilfe dieses Apparats. Dabei wird ein Teil des bei der H
2-Entwicklung eingesetzten H
2O wiedergewonnen und für die H
2-Entwicklung rezykliert, indem es thermisch oder osmotisch aus der bei der H
2-Entwicklungsreaktion entstehenden NaBO
2-Lösung entfernt wird. Das Verfahren ermöglicht es zwar, weniger H
2O bereithalten zu müssen, es ist jedoch sehr energieaufwendig. Die als Nebenprodukt anfallende NaBO
2-Lösung wird dabei eingedickt und ergibt eine übersättigte Lösung oder bestenfalls eine Paste, die in einem Behälter bis zur Entsorgung gesammelt werden muss. Dabei tritt das Problem auf, dass das Nebenprodukt aufgrund seiner Konsistenz nur schlecht aus dem Apparat bzw. dem Behälter zu entfernen ist. Außerdem können sich u. U. an ungünstigen Stellen des Sammelbehälters und/oder diverser Zu- oder Ableitungen Kristalle oder sonstige Niederschläge des Nebenprodukts bilden, die zu einer Verstopfung führen.
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Ein alternativer Apparat und ein alternatives Verfahren zur H2-Entwicklung aus H2O und komplexen Metallhydriden mit Wiedergewinnung und Rezyklierung von H2O offenbart die amerikanische Patentanmeldung US 2004/0035054 A1. Zur Lösung des vorgenannten Verstopfungsproblems wird darin vorgeschlagen, das Produktsalz der H2-Entwicklungsreaktion unbedingt in Lösung zu halten. Dies hat den Nachteil, dass die Lösung des Produktsalzes entweder stets auf hohen Temperaturen gehalten werden muss, was energieaufwendig ist, oder dass entsprechende Mengen an H2O eingesetzt werden müssen, um das anfallende Produktsalz zu lösen, was die Menge an bereit zu haltendem Wasser wieder unerwünscht erhöht.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff aus einem komplexen Metallhydrid anzugeben, bei dem möglichst wenig Wasser bereitgehalten werden muss und bei dem das Nebenprodukt in leicht entsorgbarer Form anfällt.
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Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die in den Ansprüchen definierten Gegenstände gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen definiert.
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Ein erster Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist dementsprechend ein Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff, bei dem Wasserstoff durch eine Reaktion von Wasser mit einem komplexen Metallhydrid entwickelt wird, wobei eine Lösung eines festen Nebenprodukts in Wasser (kurz: Nebenproduktlösung) entsteht. Erfindungsgemäß führt man das Verfahren
- a) mit einem höchstens 10-fachen Überschuss an Wasser durch, sowie
- b) bei einer Temperatur zwischen 150 und 400°C,
- c) und wählt den Druck so, dass der Energieinhalt des Reaktionsgemischs ausreichend ist, um bei einer der Wasserstoffentwicklung nachgeschalteten Entspannung der Nebenproduktlösung das überschüssige Wasser zu verdampfen.
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Die Reaktion von Wasser mit einem komplexen Metallhydrid zur Entwicklung von H2 wird nachfolgend kurz „H2-Entwicklungsreaktion” genannt.
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Unter einem „Überschuss” wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Teil des eingesetzten Wassers verstanden, der nicht für die Umsetzung bei der H2-Entwicklungsreaktion benötigt wird, sondern z. B. zur Lösung des eingesetzten komplexen Metallhydrids. Der eingesetzte Überschuss hängt insbesondere davon ab, wie gut oder schlecht das eingesetzte komplexe Metallhydrid in Wasser löslich ist. Dabei kann die H2-Entwicklungsreaktion sowohl in Lösung, als auch in Suspension durchgeführt werden. Ebenso kann die Nebenproduktlösung auch als übersättigte Lösung anfallen.
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Unter „das überschüssige Wasser zu verdampfen” wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung verstanden, dass das im Reaktionsgemisch enthaltene Wasser zumindest so weit verdampft wird, dass ein rieselfähiger Feststoff vorliegt oder sogar, im optimalen Fall, ein trockener Feststoff, wobei etwa vorhandenes Kristallwasser nicht berücksichtigt wird. Der Feststoff kann dabei aus mehreren chemischen Substanzen bestehen, je nachdem welche komplexen Metallhydride eingesetzt wurden und welche Reaktionsprodukte deswegen bei der H2-Entwicklungsreaktion entstehen.
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Bei der Entspannung des Reaktionsgemischs muss der Druckunterschied zwischen gespanntem und entspanntem Zustand zumindest so groß sein, dass der vorgenannte rieselfähige oder sogar trockene Feststoff entsteht.
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Das erfindungsgemäße Verfahren hat den Vorteil, dass Wasser und der als Nebenprodukt anfallende Feststoff durch die Entspannung nach der H2-Entwicklungsreaktion vollständig voneinander getrennt werden. Das Wasser kann dann nach üblichen, dem Fachmann bekannten Methoden (beispielsweise durch Kondensation) zurückgewonnen und rezykliert werden, sodass für das erfindungsgemäße Verfahren nur wenig Wasser bereitgehalten werden muss. Der bei der H2-Entwicklungsreaktion anfallende Feststoff liegt in rieselfähiger oder sogar trockener Form vor und kann dadurch leicht und ohne die Gefahr unerwünschter Rückstände und daraus resultierender Verstopfungen gesammelt und entsorgt werden. Anstelle oder nach der Entsorgung ist auch eine Aufbereitung möglich, bei der der Feststoff wieder in ein komplexes Metallhydrid umgewandelt wird. Entsprechende Aufbereitungsverfahren gehen dabei oft von einem trockenen Edukt aus, sodass das erfindungsgemäße Verfahren diesbezüglich einen weiteren Vorteil bietet.
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Als geeignete komplexe Metallhydride kommen beispielsweise in Frage: NaBH4, LiBH4, KBH4, NH4BH4, (H3C)4NBH4, NaAlH4, LiAlH4, KAlH4, NaGaH4, LiGaH4, KGaH4 und dergleichen sowie Mischungen daraus, wobei NaBH4 bevorzugt ist.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform führt man das Verfahren bei einem Druck von höchstens 100 bar durch, vorzugsweise bei einem Druck von höchstens 80 bar und insbesondere bei einem Druck von höchstens 60 bar. Je niedriger der eingesetzte Druck ist, desto konstruktiv einfacher kann die Apparatur ausgelegt werden, in der das Verfahren durchgeführt wird. Andererseits muss der Druck mindestens so hoch sein, dass der Energieinhalt des Reaktionsgemischs ausreicht, um das überschüssige Wasser bei der nachgeschalteten Entspannung der Nebenproduktlösung zu verdampfen. Die vorstehend genannten Drücke haben sich in dieser Hinsicht als gut geeignet erwiesen.
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Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsform führt man das Verfahren mit einem höchstens 7,5-fachen Überschuss an Wasser durch, vorzugsweise mit einem höchstens 5-fachen Überschuss an Wasser. Dadurch kann einerseits sicher gestellt werden, dass ausreichend Wasser für die Umsetzung bei der H2-Entwicklungsreaktion und als Reaktionsmedium (Lösungsmittel) vorhanden ist, und dass andererseits nicht zuviel Wasser bei der Entspannung verdampft werden muss, da das Verfahren umso mehr Energie erfordert, je mehr Wasser verdampft werden muss. Die vorstehend genannten Überschüsse haben sich in dieser Hinsicht als gut geeignet erwiesen.
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Bei noch einer anderen bevorzugten Ausführungsform führt man das Verfahren bei einer Temperatur zwischen 200 und 350°C durch, vorzugsweise bei einer Temperatur zwischen 250 und 300°C. Die H2-Entwicklungsreaktion erfordert zwar eine gewisse, erhöhte Temperatur, um mit akzeptabler Geschwindigkeit abzulaufen; ferner trägt eine hohe Temperatur hinsichtlich der Wasserverdampfung bei der nachfolgenden Entspannung zu einem hohen Energieinhalt des Reaktionsgemischs bei. Andererseits ist es wünschenswert, dass die Reaktionstemperatur nicht zu hoch ist, da mit ansteigender Temperatur der Energiebedarf der Reaktion ansteigt. Die vorstehend genannten Reaktionstemperaturen haben sich in dieser Hinsicht als gut geeignet erwiesen.
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Die Entspannung der Nebenproduktlösung kann zweckmäßig in einer Entspannungseinrichtung durchgeführt werden. Als Entspannungseinrichtungen sind dabei insbesondere Verdüsungseinrichtungen, Wirbelrohre, Turbineneinrichtungen und dergleichen geeignet, wobei Verdüsungseinrichtungen bevorzugt sind.
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Dabei ist es bevorzugt, wenn man die Nebenproduktlösung bis auf Umgebungsdruck entspannt. Dadurch kann der apparative Aufwand für das Verfahren gering gehalten werden. Bei der Entspannung des Reaktionsgemischs muss der zu überwindende Druckunterschied zwischen gespanntem und entspanntem Zustand zumindest so groß sein, dass ein rieselfähiges oder sogar trockenes Produkt entsteht. Dadurch kann der anfallende Feststoff in einfacher Weise gesammelt und leicht entsorgt werden.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens führt man die Trennung der bei der Wasserstoffentwicklung anfallenden Produkte in zwei Trenn-Schritten durch. Dadurch ist es möglich, eine saubere und annähernd vollständige Trennung der einzelnen, bei der Wasserstoffentwicklung anfallenden Produkte zu erreichen.
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Dabei trennt man vorzugsweise bei einem ersten Trenn-Schritt, der nach der Wasserstoffentwicklung und vor der Entspannung der Nebenproduktlösung erfolgt, den entwickelten Wasserstoff wenigstens teilweise, vorzugsweise annähernd vollständig von der Nebenproduktlösung ab. Der Wasserstoff wird dabei unter dem Druck, unter dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wird, abgetrennt, wodurch verhältnismäßig trockener Wasserstoff gewonnen werden kann.
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Den abgetrennten Wasserstoff führt man zweckmäßigerweise einer wasserstoffverbrauchenden Einrichtung zu, in der er wenigstens teilweise in Produktwasser umgewandelt wird. Das Produktwasser rezykliert man dann vorzugsweise wenigstens zum Teil, um damit weiteren Wasserstoff durch Reaktion von Wasser mit einem komplexen Metallhydrid zu entwickeln. Dadurch kann die für das Verfahren erforderliche Menge an Wasser weiter reduziert werden.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren führt man vorzugsweise als zweiten Trenn-Schritt die Entspannung der Nebenproduktlösung durch, wobei das überschüssige Wasser von dem festen Nebenprodukt abgetrennt wird. Dabei wird das überschüssige Wasser zumindest so weitgehend abgetrennt, dass zumindest ein rieselfähiger oder sogar trockener Feststoff anfällt, der dann in einfacher Weise gesammelt und leicht entsorgt werden kann. Das überschüssige Wasser wird dabei in Form von Wasserdampf abgetrennt, der nachfolgend mittels bekannter Kondensationseinrichtungen kondensiert und rezykliert werden kann.
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Dabei ist es bevorzugt, wenn man das abgetrennte Wasser wenigstens zum Teil rezykliert, um damit weiteren Wasserstoff durch Reaktion von Wasser mit einem komplexen Metallhydrid zu entwickeln. Dadurch kann die für das Verfahren erforderliche Menge an Wasser noch weiter reduziert werden. Im optimalen Fall kann sogar sämtliches bei dem Verfahren eingesetztes Wasser zurückgewonnen und rezykliert werden. So ergibt sich ein geschlossener Wasserkreislauf, sodass für das Verfahren nur eine anfängliche, verhältnismäßig geringe Menge an Wasser eingesetzt werden muss und für die Aufrechterhaltung des Verfahrens keine zusätzlichen Wassermengen hinzugefügt werden müssen.
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Bei der wasserstoffverbrauchenden Einrichtung kann es sich um ein Fahrzeug mit einem Brennstoffzellensystem zur Traktion und/oder Bordstromversorgung des Fahrzeugs handeln. Ferner kann es sich dabei um ein Fahrzeug mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor handeln. Das Fahrzeug kann ein Land-, Luft- oder Wasserfahrzeug sein, insbesondere ein PKW oder ein LKW oder dergleichen. Weitere wasserstoffverbrauchende Einrichtungen können elektronische Geräte sein, insbesondere tragbare elektronische Geräte wie z. B. Laptops, Handys, Organizer und/oder Analysengeräte und dergleichen.
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Das Verfahren ist wegen seines geringen Bedarfs an Wasser und der guten Entsorgbarkeit des Nebenprodukts besonders für mobile Anwendungen geeignet, da bei mobilen Anwendungen die bereitzuhaltende Wassermenge besonders ins Gewicht fällt und die Entsorgung des Nebenprodukts besonders schnell, einfach und effizient durchführbar sein sollte. Deswegen ist es weiter bevorzugt, wenn man das Verfahren an Bord einer mobilen Einrichtung durchführt, wobei die wasserstoffverbrauchende Einrichtung vorzugsweise ebenfalls an Bord der mobilen Einrichtung angeordnet ist.
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Ein zweiter Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Durchführen des vorstehend beschriebenen Verfahrens. Die Vorrichtung umfasst
- a) einen Reaktor (3) zum Durchführen einer H2-Entwicklungsreaktion;
- b) einen ersten Separator (5), dem das Reaktionsgemisch aus Reaktor (3) zuführbar ist, zum wenigstens teilweisen Abtrennen des entwickelten H2 von der Nebenproduktlösung (6);
- c) einer Entspannungseinrichtung (7), der die Nebenproduktlösung (6) zuführbar ist, zum Entspannen der Nebenproduktlösung (6);
- d) einen zweiten Separator (8), dem die entspannte Nebenproduktlösung (6) zuführbar ist, zum Abtrennen des überschüssigen Wassers von dem in der Nebenproduktlösung (6) gelösten Feststoff;
- e) Mittel zum Rezyklieren des abgetrennten überschüssigen Wassers, um es erneut einer H2-Entwicklungsreaktion zuzuführen.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann weitere Bauteile umfassen, auf die an dieser Stelle der Kürze halber nicht eingegangen werden soll.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht die Durchführung eines Verfahrens zur Herstellung von Wasserstoff aus einem komplexen Metallhydrid und Wasser, bei dem nur wenig Wasser bereitgehalten werden muss und bei dem das Nebenprodukt in leicht entsorgbarer Form anfällt.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der einzigen Figur genauer erklärt. In der Figur ist eine für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Vorrichtung schematisch dargestellt, wobei das erfindungsgemäße Verfahren an sich in der nachfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Figur näher erläutert ist. Dabei werden nur die für das Verstandnis der Erfindung erforderlichen Merkmale eingehender erklärt. Eine für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Vorrichtung kann darüber hinaus weitere Merkmale aufweisen, die der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt sind.
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Über eine Zuführungsleitung werden der für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geeigneten Vorrichtung (1) als komplexes Metallhydrid (kurz: Hydrid) NaBH4 und H2O, die Edukte der H2-Entwicklungsreaktion, zugeführt. Die Edukte gelangen über ein Ventil (2) und eine weitere Leitung in einen Reaktor (3), der mit einem für die H2-Entwicklungsreaktion geeigneten Katalysator (4) ausgestattet ist. In Reaktor (3) läuft die H2-Entwicklungsreaktion mit einem höchstens 10-fachen Überschuss an H2O, bei einer Temperatur zwischen 150 und 400°C und bei einem Druck ab, der ausreichend ist, um bei einer der H2-Entwicklungsreaktion nachgeschalteten Entspannung der Nebenproduktlösung das überschüssige H2O zu verdampfen. Das Reaktionsgemisch wird anschließend über eine weitere Leitung einem ersten Separator (5) zugeführt, indem das im Reaktor (3) entwickelte H2 bei hohem Druck, nämlich dem Druck, bei dem die H2-Entwicklungsreaktion durchgeführt wird, abgetrennt wird. Die H2-Abtrennung kann jedoch auch bei einem geringeren Druck durchgeführt werden. Das abgetrennte H2 fällt dabei unter hohem Druck in verhältnismäßig trockener Form an. Zurück bleibt die Nebenproduktlösung (6). Diese enthält im vorliegenden Beispiel im Wesentlichen den in H2O gelösten Feststoff NaBO2. Die Nebenproduktlösung (6) wird über eine weitere Leitung der Entspannungseinrichtung (7), im vorliegenden Beispiel eine Verdüsungseinrichtung, zugeführt, in der sie bis auf Umgebungsdruck entspannt wird. Bei der Entspannung trennt sich das überschüssige H2O der Nebenproduktlösung (6) in Form von Wasserdampf (kurz: Dampf) von dem NaBO2 ab. In dem mit der Entspannungseinrichtung (5) verbundenen zweiten Separator (8) rieselt dann das NaBO2 als Feststoff (9) zu Boden, während der Wasserdampf abgetrennt wird. Der Wasserdampf kann anschließend kondensiert und rezykliert werden. Der rieselfähige Feststoff (9) wird in einfacher Weise gesammelt und kann anschließend leicht entsorgt werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Rechenbeispiels näher erläutert.
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Wird für das Verfahren NaBH4 als komplexes Metallhydrid eingesetzt, so gilt folgende Reaktionsgleichung: NaBH4 + 2H2O → 4H2 + NaBO2
- 1.) Durchführung des Verfahrens gemäß der Erfindung:
Druck = 50 bar; Temperatur = 260°C; 1 mol NaBH4; 6,3 mol H2O (3,2-facher Überschuss).
ΔH = -225,900 kJ
ΔS = 321, 221 J/K
ΔG = –393,947 kJ
K = 2,175·1039
Der Energieinhalt des Systems reicht aus, um 6,6 mol H2O zu verdampfen. Insgesamt müssen aber nur 4,3 mol H2O verdampft werden, da von den eingesetzten 6,3 mol H2O bei der Umsetzung mit NaBH4 2 mol verbraucht wurden. Dies wurde im Experiment bestätigt, indem nach der Verdüsung ein rieselfähiges Nebenprodukt (NaBO2) erhalten wurde. Das Nebenprodukt konnte einfach durch Ausleeren des Sammelbehälters entsorgt werden.
- 2.) Durchführung des Verfahrens unter Vergleichs-Bedingungen:
Druck = 1 bar; Temperatur = 100°C; 1 mol NaBH4; 10 mol H2O (5-facher Überschuss).
ΔH = –216,392 kJ
ΔS = 342,455 J/K
ΔG = –344,179 kJ
K = 1,525·1048
Der Energieinhalt des Systems reicht nicht aus, um das überschüssige Wasser zu verdampfen. Im Experiment wurde dementsprechend nach der Verdüsung ein nasses Nebenprodukt (NaBO2) mit breiiger bis pastöser Konsistenz erhalten, wobei beim Ausleeren größere Mengen an Rückständen im Sammelbehälter verblieben. Beim Stehenlassen des Sammelbehälters bildeten sich zudem hartnäckige Verkrustungen.
