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Die vorliegende Erfindung betrifft Granulen aus einem hydrierbaren Material, ein Verfahren zur Herstellung eines Wasserstoffspeichers, sowie einen Wasserstoffspeicher.
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Wasserstoff lässt sich nicht ohne weiteres in einem Wasserstoffspeicher speichern und wieder dann wiedergewinnen, da Wasserstoff die kleinsten Moleküle aller Gase aufweist.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen Wasserstoffspeicher vorzusehen, dessen Fertigung und Eigenschaften verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit Granulen mit den Merkmalen des Anspruchs 1, mit einem Verfahren zur Herstellung eines Wasserstoffspeichers mit den Merkmalen des Anspruchs 9 und mit einem ein Wasserstoffspeicher mit den Merkmalen des Anspruchs 10. Vorteilhafte Merkmale, Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus der nachfolgenden Beschreibung, den Figuren wie auch aus den Ansprüchen hervor, wobei einzelne Merkmale aus einer Ausgestaltung nicht auf diese beschränkt sind. Vielmehr sind ein oder mehrere Merkmale aus einer Ausgestaltung mit einem oder mehreren Merkmalen einer anderen Ausgestaltung zu weiteren Ausgestaltungen verknüpfbar. Auch dienen die Formulierungen der unabhängigen Ansprüche 1, 9 und 10 in ihrer angemeldeten Form nur als ein erster Entwurf der Formulierungen der zu beanspruchenden Gegenstände. Ein oder mehrere Merkmale der Formulierungen können daher ausgetauscht wie auch weggelassen werden, ebenso aber auch zusätzlich ergänzt werden. Auch können die anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels angeführten Merkmale auch verallgemeinert beziehungsweise bei anderen Ausführungsbeispielen, insbesondere Anwendungen ebenfalls eingesetzt werden.
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Die Erfindung betrifft Granulen aus einem hydrierbaren Material, insbesondere aus einer Metalllegierung, bevorzugt FeTi und/oder Mg, wobei die Granulen zur Verwendung in einem in einem Wasserstoffspeicher bestimmt sind, vorzugsweise zum Teil in dem Wasserstoffspeicher angeordnet sind und eine Wasserstoffspeicherungskapazität zur Verfügung stellten
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Der Begriff Granulen beschreibt hierbei eine körnige Oberfläche, welche aus einzelnen Elementen zusammengesetzt ist. Die Granulen können aus zwei oder mehreren Partikeln zusammengesetzt werden zum Beispiel durch Pressen zusammengesetzt werden. Weiterhin können die Granulen als ein Agglomerat mit Hilfe eines Binders aus mindestens zwei Partikeln zusammengesetzt werden. Weiterhin ist es bevorzugt, dass die Granulen im Binder verteilt sind. Dadurch kann bei der Produktion der Granulen ein einheitliches lineares Schrumpfen ermöglicht werden, so dass keine Lunker entstehen.
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Insbesondere können die Granulen als Agglomerat auftreten. Der Begriff Agglomerat beschreibt hierbei eine mehr oder weniger verfestigte Anhäufung von vorher losen Bestandteilen zu einem festen Verbund, die durch technische Abläufe hergestellt wird. Das Agglomerat besitzt eine gleichmäßige Granulat- bzw. Korngröße. Bei der Herstellung unterscheidet man allgemein zwischen Press- und Aufbauagglomerationsverfahren. Beispiele für die Pressagglomeration sind alle Verfahren zur Tablettenherstellung. Im Gegensatz dazu gibt es die Aufbauagglomeration, beispielsweise bei der Herstellung von explodierenden Farbkugeln für Knallkörper. In der Metallurgie, der Herstellung von Keramik oder der Kunststoffverarbeitung werden Agglomerate aus metallischen, mineralischen oder Kunststoff-Pulvern durch Trocknung in einer Form oder die Anwendung von Pressdruck vorbereitet und durch Erhitzung unterhalb des Schmelzpunktes zusammengefügt.
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In einer bevorzugten Ausführungsform können die Partikel eines Granuls entweder die gleiche Größe aufweisen oder aber unterschiedliche Größen aufweisen, beispielsweise kann ein Partikel von mehreren kleineren Partikeln umgeben sein. Beispielsweise weist ein Partikel eine Größe von 10 μm auf und die mehreren kleineren Partikel weisen eine Größe von 100 μm auf. Die Partikel können mit Hilfe eines Bindemittels, wie einem Kleber, beispielsweise einem Polymer, miteinander verbunden werden. Der Kleber kann dabei diffusionsoffen sein, vorzugsweise diffusionsoffen für Wasserstoff, insbesondere aber nicht für Sauerstoff bzw. Luft, um eine Übertragung des Wasserstoffs durch den Kleber an die Partikel zu ermöglichen, vorzugsweise aber auch, um einen Schutz gegen Oxidation zu bilden.
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Der Begriff Wasserstoffspeicher beschreibt einen Vorratsbehälter, in dem Wasserstoff gespeichert werden kann. Dabei können konventionelle Methoden zur Speicherung und Lagerung von Wasserstoff verwendet werden, beispielsweise Druckgasspeicherung, wie Speicherung in Druckbehältern durch Verdichten mit Kompressoren oder Flüssiggasspeicherung, wie Speicherung in verflüssigter Form durch Kühlung und Verdichten. Weitere alternative Formen der Speicherung von Wasserstoff basieren auf Feststoffen oder Flüssigkeiten, beispielsweise Metallhydridspeicher, wie Speicherung als chemische Verbindung zwischen Wasserstoff und einem Metall bzw. einer Legierung, oder Adsorptionsspeicherung, wie adsorptive Speicherung von Wasserstoff in hochporösen Materialien.
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Weiterhin sind für Lagerung und Transport von Wasserstoff auch Wasserstoffspeicher möglich, die den Wasserstoff temporär an organische Substanzen binden, wobei flüssige, drucklos speicherbare Verbindungen entstehen, so genannter ”chemisch gebundener Wasserstoff”.
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Die Granulen können verpresst werden und als Verbundmaterial, in einer Matrix oder in Schichten in dem Wasserstoffspeicher angeordnet sein.
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Der Begriff Verbundmaterial beschreibt hierbei, dass in dem Wasserstoffspeicher verschiedenartige Komponenten verwendet werden, um das hydrierbare Material anzuordnen. Das Verbundmaterial wird aus einzelnen Komponenten, wie die Matrix und den einzelnen Schichten ausgebildet. Für die Eigenschaften des Verbundmaterials sind stoffliche Eigenschaften und Geometrie der Komponenten von Bedeutung. Das Verbundmaterial ist kompaktiert.
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Der Begriff Matrix beschreibt einen Verbundwerkstoff aus zwei oder mehr verbundenen Materialien. Hierbei nimmt bevorzugt ein Material ein anderes auf. Die Matrix kann offenporig wie auch geschlossen porig sein. Bevorzugt ist die Matrix porös. Durch die Aufnahme des einen Materials durch das andere Material können beispielsweise Werkstoffeigenschaften sich ergänzen, die ansonsten jeweils nur die einzelne Komponente aufweist. Für die Eigenschaften der Verbundwerkstoffe sind stoffliche Eigenschaften und Geometrie der Komponenten von Bedeutung. Insbesondere spielen oft Größeneffekte eine Rolle. Die Verbindung erfolgt zum Beispiel durch Stoff- oder Formschluss oder eine Kombination von beidem. Auf diese Weise kann in der Matrix zum Beispiel eine feste Positionierung des hydrierbaren Materials ermöglicht werden. Weitere Komponenten der Matrix können beispielsweise Materialien für die Wärmeleitung und/oder die Gasdurchführung sein.
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Der Begriff Schichten beschreibt, dass vorzugsweise ein Material, aber auch zwei oder mehr Materialien in einer Lage angeordnet sind und diese sich als Lage von einer direkten Umgebung abgrenzen lässt. So können beispielsweise unterschiedliche Materialien nacheinander lose übereinander aufgeschüttet werden, so dass benachbarte Schichten sich unmittelbar berühren. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann die hydrierbare Schicht unmittelbar benachbart zu einer wärmeleitfähigen Schicht angeordnet sein, so dass die entstehende Wärme bei der Wasserstoffaufnahme und/oder Wasserstoffabgabe von dem hydrierbaren Material direkt an die benachbarte Schicht abgegeben werden kann.
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Unter der Schwerpunktmäßigkeit zumindest eine der folgenden Funktionen primäre Wasserstoffspeicherung, primäre Wärmeleitung und/oder primäre Gasdurchführung ist zu verstehen, dass die jeweilige Schicht zumindest diese als eine Hauptaufgabe in dem zweiten Bereich des Verbundmaterials wahrnimmt. So ist es möglich, dass ein eine Schicht primär zur Wasserstoffspeicherung genutzt wird, gleichzeitig aber auch in der Lage ist, zumindest eine gewisse Wärmeleitfähigkeit zur Verfügung zu stellen. Dabei ist es aber vorgesehen, dass zumindest eine andere Schicht vorhanden ist, die primär eine Wärmeleitung übernimmt, das bedeutet, über die die größte Wärmemenge aus dem verpressten Materialverbund abgeleitet wird. Hierbei kann wiederum die primär gasdurchführende Schicht genutzt werden, durch die zum Beispiel der Wasserstoff in den Materialverbund hineingeleitet aber auch zum Beispiel heraus geleitet wird. Hierbei kann über das durchströmende Fluid aber auch Wärme mitgenommen werden.
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Das hydrierbare Material kann den Wasserstoff aufnehmen und bei Bedarf wieder abgeben. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst der Wasserstoffspeicher das hydrierbare Material in Form von Partikel, Granulate, Fasern, vorzugsweise geschnittene Fasern, Flakes und/oder sonstige Geometrien. Insbesondere kann das Material auch plattenförmig oder pulverartig ausgebildet sein. Durch eine Vielzahl an unterschiedlichen Geometrien des Materials kann das Material in einer Vielzahl an unterschiedlichen Wasserstoffspeichern verwendet werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung kann das Material der Granulen wie auch der anderen Geoemtrien aus Metall bestehen, insbesondere aus Magnesium, Titan, Eisen und/oder aus einer Metalllegierung umfassend Magnesium, Titan oder Eisen bestehen. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann das Material Metall, insbesondere Magnesium, Titan, Eisen und/oder eine Metalllegierung daraus umfassen. So kann neben Magnesium, Titan oder Eisen das Material andere hydrierbare aber auch nichthydrierbare Metalle umfassen bzw. daraus bestehen, beispielweise als Reinmetalle, als Metalllegierungen, als intermetallische Phasen sowie Mischungen daraus. Insbesondere können zum Einsatz kommen:
- – Erdalkalimetall- und Alkalimetallalanate,
- – Erdalkalimetall- und Alkalimetallborhydride,
- – Metal-Organic-Framewoks (MOF's)/Metall-organische Gerüste, und/oder
- – Clathrate.
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Bezüglich Hydride und deren Eigenschaften wird auf die Tabellen 1 bis 4 in B. Sakietuna et. al., International Journal of Energy, 32 (2007), S. 1121–1140 im Rahmen der Offenbarung verwiesen.
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Die Partikel der Granulen können mit Hilfe eines Fließhilfsmittels vermischt werden, bevor diese miteinander verbunden werden. Weiterhin können die Partikel und die Granulen miteinander verpresst werden. Das Verpressen kann dabei mit Hilfe eines Ober- und eines Unterstempels durch Druck erfolgen. Weiterhin kann das Verpressen über ein isostatisches Pressen erfolgen. Die isostatische Pressmethode beruht auf dem physikalischen Gesetz, dass sich der Druck in Flüssigkeiten und Gasen allseitig gleichmäßig fortpflanzt und auf den beaufschlagten Flächen Kräfte erzeugt, die zu diesen Flächen direkt proportional sind. Die ersten und zweiten Bereiche können beispielsweise in einer Gummiform in den Druckbehälter einer Pressanlage gebracht werden. Der Druck, der über die Flüssigkeit im Druckbehälter allseitig auf die Gummiform wirkt, komprimiert die eingeschlossenen ersten Bereiche und zweiten Bereiche gleichmäßig.
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Durch das Herstellen eines Presslings kann eine bessere Packungsdichte erhalten werden, so dass eine größere Anzahl an Granulen in dem Wasserstoffspeicher angeordnet werden kann. Weiterhin können die Granulen nach dem Verpressen beispielsweise extrudiert oder geschlickert werden. Je nach wirkenden Kräften können nach dem Pressen bzw. dem Extrudieren keine Granulen mehr vorliegen, da diese sich aufgelöst haben. So können die Partikel der Granule voneinander abgeschert oder sonst wie getrennt sein. So kann zum Beispiel eine vollständige Trennung der Partikel oder zumindest eine überwiegende Trennung der Granulen in ihre Partikel vorliegen. Bevorzugt wird ein mögliches hohes Aufkommen an getrennten Partikeln, vorzugsweise zu mehr als 75%, insbesondere zu mehr als 90%. Wird hingegen zum Beispiel nur sanft gepresst, kann die Granule erhalten bleiben.
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Der Begriff extrudiert beschreibt hierbei, dass die Granulen einem Extrusionsverfahren zugeführt werden. Bei der Extrusion, vorzugsweise einem Strangpressen, werden vorzugsweise feste bis dickflüssige, insbesondere härtbare Massen unter Druck kontinuierlich aus einer formgebenden Öffnung herausgepresst. Dabei entstehen Körper mit dem Querschnitt der Öffnung in theoretisch beliebiger Länge. Gemäß einer Ausgestaltung kann das zu extrudierende Material aufgeheizt werden, beispielweise um es besser verarbeiten zu können. Eine andere Ausgestaltung sieht hingegen vor, dass eine Beheizung des Extruders notwendig ist und das zu extrudierende Material zum Beispiel im Wesentlichen bei Raumtemperatur, das bedeutet ohne Wärmezufuhr von Außen extrudiert werden kann.
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Der Bergriff geschlickert beschreibt hierbei, dass die Granulen einem Schlickerguss zugeführt werden. Der Schlickerguss kann zum Beispiel für ein Form-Gussverfahren, auch für ein Gipsform-Gussverfahren, zum Gießen von Grünkörpern, Rohlingen, Grünlingen oder anderen Gusskörpern genutzt werden. Diese Formen können zum Beispiel zum Brand geeignet sein, um eine Trocknung auszuführen. Eine Trocknung kann aber auch durch ein Herauspressen der Flüssigkeit oder andere Mittel erfolgen. Der Schlickerguss kann aber auch in andere Formen gegossen werden, zum Beispiel Formen zur Herstellung von Filter. Auch kann der Schlickerguss in eine Form gefüllt werden, die die Komponentengeomtrie für den Wasserstoffspeicher vorgibt.
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Die Presslinge können auch einem Sinterverfahren zugeführt werden.
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Es ist bevorzugt, dass die Granulen mit einem zusätzlich wärmeleitenden Material gemischt in dem Wasserstoffspeicher angeordnet sind. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Granulen die entstehende Wärme bei der Hydrierung und/oder Dehydrierung schneller ableiten können. Auch kann vorgesehen sein, dass eine Granule zumindest einen wärmeleitenden Partikel und einen hydrierbaren Partikel aufweist. Vorzugsweise können auch zwei oder mehr wärmeleitende Partikel an einem hydrierbaren Partikel angebunden und zusammen eine Granule bilden. Vorzugsweise ist ein wärmeleitendes Partikel ein Graphitpartikel.
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Den Granulen kann im Übrigen auch ein Schmiermittel zugegeben werden, zum Beispiel wenn es in eine Kavität eingebracht werden soll, um dann daraus einen Wasserstoffspeicher herzustellen. Beispielsweise kann ein Wachs als Schmiermittel genutzt werden. Vorzugsweise wird etwa 0,4 Gew-% bis etwa 2 Gew-%, insbesondere etwa 0,4 Gew-% bis 0,8 Gew-% bezogen auf das Gesamtmaterial beigegeben.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Anordnung im Wasserstoffspeicher porös und wasserstoffdurchlässig. Auf diese Weise kann sichergestellt werden, dass die Anordnung der Granulen im Wasserstoffspeicher mit Hilfe des hydrierbaren Materials in der Lage sind Wasserstoff aufzunehmen und/oder abzugeben. Durch eine poröse und wasserstoffdurchlässige Anordnung kann sichergestellt werden, dass der Wasserstoff bis zu dem hydrierbaren Material der Granulen gelangen kann. Weiterhin kann in den Granulen durch die Aufnahme und/oder Abgabe des Wasserstoffs eine Volumendehnung erfolgen, beispielsweise erfolgt eine Expansion der Granulen bei einer Aufnahme des Wasserstoffs, so dass die Volumendehnung positiv ist, und eine Kontraktion der Granulen kann bei der Abgabe von Wasserstoff erfolgen, so dass die Volumendehnung negativ ist und sich das Volumen der Granulen verkleinert.
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In einer bevorzugten Ausführungsform können die Granulen zusätzlich mit einer Beschichtung versehen sein.
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Der Begriff Beschichtung beschreibt einen Vorgang sowie die aufgetragene Schicht selbst, zum Aufbringen einer festhaftenden Schicht aus formlosem Stoff auf eine Oberfläche eines Werkstücks. Das Aufbringen wird als Beschichten bezeichnet und unter Beschichten wird in der Fertigungstechnik eine Hauptgruppe der Fertigungsverfahren nach DIN 8580 verstanden. Bei einer Beschichtung kann es sich um eine dünne Schicht oder eine dicke Schicht sowie um mehrere in sich zusammenhängende Schichten handeln, die Unterscheidung ist nicht genau definiert und orientiert sich am Beschichtungsverfahren und Anwendungszweck. Die Beschichtungsverfahren unterscheiden sich durch die Art der Schichtaufbringung in chemische, mechanische, thermische und thermomechanische Verfahren.
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Durch die Beschichtung können den Granulen weitere Eigenschaften zugeteilt werden, wie eine Oxidationsschutzschicht oder eine Gasführung. Beispielsweise ist die Beschichtung ein Polymer. Weiterhin kann die Beschichtung auf den Granulen nur teilweise erfolgen und nicht die ganze Oberfläche einer Granule umfassen. Die Beschichtung kann dabei eine Dehnungsfähigkeit aufweisen, um bei einer Volumenänderung der Granulen nicht beschädigt zu werden.
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Die Granulen können sich des Weiteren auch bei Einwirkung zum Beispiel einer Scherkraft wieder in ihre Einzelpartikel aufteilen. So können beispielwiese nach einem Extrudieren oder auch einem Verpressen die Bindungen zwischen den Partikeln der Granulen sich lösen. Insbesondere kann auch ein Binder im Anschluß dann beispielsweise zumindest im Wesentlichen nur an einem der Partikel sich noch weiter befinden, insbesondere wenn dieser Binder vorher als Beschichtung auf nur einem Partikel aufgebracht wurde, bevorzugt dem hydrierbaren Pulverpartikel. Beispielwiese kann zur Herstellung der Granulen das hydrierbare Material in feiner Pulverform zusammen mit einem Lösungsmittel und einem Binder vermengt werden, sodann zum Beispiel in einem Gegenstromverfahren die Trocknung erfolgt, so dass sich eine Beschichtung, vorzugsweise diese Binderbeschichtung, auf jedem Partikel des hydrierbaren Materials ausbildet. Anschließend kann dann beispielsweise dieses beschichtete Partikel mit zumindest einem anderen Partikel über die Binderbeschichtung verbunden werden und das Granul bilden. Die Beschichtung ist vorzugsweise ein Polymer, insbesondere wasserstoffdurchlässig. Das angebundene Partikel kann vor allem eine hohe Wärmeleitfähigkeit besitzen, beispielsweise ein Graphitpartikel sein.
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Vorteilhafterweise sind mehrere Presslinge an Granulen übereinander geordnet und getrennt voneinander mittels einer Zwischenlage in dem Wasserstoffspeicher angeordnet. Mit Hilfe der Zwischenlagen, können die Granulen von einander räumlich getrennt werden. Dadurch kann eine fixierte Positionierung der Granulen in dem Wasserstoffspeicher ermöglicht werden. Dadurch kann beispielsweise eine Entmischung der Granulen verhindert werden, so dass einer Verschlechterung des Wirkungsgrades entgegengewirkt werden kann.
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Es ist bevorzugt, dass die Zwischenlage ein wärmeleitendes Material, beispielweise einen Carbonwerkstoff wie Graphit, nichtexpandierten und/oder expandierten Graphit aufweist, vorzugsweise ein Gewebe wie zum Beispiel ein Carbongewebe oder ein Vlies ist. Auch anderes Material kann genutzt werden. Auf diese Weise kann sowohl eine fixierte Positionierung der Granulen ermöglicht werden, als auch eine verbessere Wärmeleitung.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Granulen und/oder Partikel von Granulen in einer Umhüllung, vorzugsweise in Beuteln portioniert, wobei die Umhüllungen in dem Wasserstoffspeicher angeordnet sind. Durch eine Umhüllung können die Granulen und/oder Partikel von Granulen in dem Wasserstoffspeicher an einer festen Position angeordnet werden. Weiterhin kann durch eine Umhüllung, vorzugsweise in festen oder flexiblen Behältnissen, insbesondere einem Beutel, ein einfacher Austausch ermöglicht werden. Es ist nicht mehr nötig die gesamten Granulen und/oder Partikel von Granulen auszutauschen, vielmehr kann nur der Beutel ausgetauscht werden, bei dem die Granulen bzw. Partikel von Granulen einen geringeren Wirkungsgrad und/oder Abnutzungserscheinungen aufweisen.
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Vorzugsweise bleiben die Granulen und/oder Partikel von Granulen innerhalb der Umhüllung mittels ein oder mehrerer Zwischenlagen getrennt. Auf diese Weise kann eine Entwischung der Granulen innerhalb der Umhüllung vermieden werden.
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Es ist bevorzugt, dass die Granulen neben dem hydrierbaren Material ein weiteres Material aufweisen. Beispielsweise kann das weitere Material ein Polymer sein. Durch das weitere Material kann den Granulen weitere Eigenschaften zugewiesen werden. Beispielsweise kann das weitere eine verbesserte Gasführung oder eine verbesserte Wärmeleitfähigkeit aufweisen. Insbesondere kann eine Granule neben dem hydrierbaren Material an einem ersten Teil ein erstes weiteres Material aufweisen und an einem zweiten Teil ein zweites weiteres Material, wobei das erste Material und das zweite Material unterschiedliche Eigenschaften aufweisen, so dass die Granule verschiedene Eigenschaften aufweisen kann. Beispielsweise kann das erste weitere Material eine gute Gasführung, das hydrierbare Material eine Wasserstoffaufnahme und das zweite weitere Material eine gute Wärmeleitfähigkeit ermöglichen.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung eines Wasserstoffspeichers, wobei schüttfähige Granulen eingesetzt werden, welche aus einem hydrierbaren Metall hergestellt werden. Durch das Verfahren kann ein Wasserstoffspeicher mit guten Eigenschaften zur Verfügung gestellt werden.
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Weiterhin betrifft die Erfindung einen Wasserstoffspeicher aufweisend die oben beschriebenen Granulen. Dadurch, kann ein Wasserstoffspeicher mit guten Eigenschaften zur Verfügung gestellt werden.
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Es ist bevorzugt, dass zumindest das wasserstoffspeichernde Material recyclebar ist. Auf diese Weise kann die Umwelt geschont werden. Beispielsweise können die Granulen zum recyceln aus dem Wasserstoffspeicher entnommen werden. Anschließend kann das hydrierbare Material von den anderen Bestandteilen der Granulen getrennt werden. Das hydrierbare Material kann zur Herstellung von neuen Granulen recycelt werden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen wie auch Merkmale gehen aus den nachfolgenden Figuren und der dazugehörigen Beschreibung hervor. Die aus den Figuren und der Beschreibung hervorgehenden einzelnen Merkmale sind nur beispielhaft und nicht auf die jeweilige Ausgestaltung beschränkt. Vielmehr können aus ein oder mehrere Figuren ein oder mehrere Merkmale mit anderen Merkmalen aus der obigen Beschreibung zu weiteren Ausgestaltungen verbunden werden. Daher sind die Merkmale nicht beschränkend sondern beispielhaft angegeben. Es zeigen:
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1 eine Granule mit zwei gleichgroßen Partikeln
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2 eine Granule mit zwei verschieden großen Partikel
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3 eine Granule mit einem großen Partikel, das von einer Vielzahl von kleinen Partikeln umgeben ist, weiterhin ist die Granule von einer Schutzschicht umgeben
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4 einen Ausschnitt aus einer Schnittansicht eines Wasserstoffspeichers in dem die Granulen angeordnet sind.
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1. zeigt eine Granule 10 aus einem hydrierbaren Material 12, insbesondere einer Metalllegierung, bevorzugt FeTi und/oder Mg, und einem weiteren Material 14, in diesem Ausführungsbeispiel ein wärmeleitendes Material. Es ist erkennbar, dass das hydrierbare Material 12 und das weitere Material 14 Partikel darstellen, welche eine gleiche Größe aufweisen. Die Granule 10 ist ein Agglomerat, welches mit Hilfe eines Binders und durch Pressen aus dem hydrierbaren Material 12 und dem weiteren Material 14 besteht. Weiterhin ist das weitere Material 14 wasserstoffdurchlässig, so dass der Wasserstoff durch das weitere Material 14 in das hydrierbare Material 12 gelangen kann, oder von dem hydrierbaren Material 12 über das weitere Material 14 abgegeben werden kann.
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2 zeigt eine Granule 10, mit einem hydrierbaren Material 12 und einem weiteren Material 16. Das hydrierbare Material 12 hat in diesem Ausführungsbeispiel eine Größe von 10 μm und das weitere Material 16 hat eine Größe von 100 μm.
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3 zeigt eine Granule 10 mit einem hydrierbaren Material 12. Das hydrierbare Material 12 ist von einer Vielzahl an weiteren Materialien 18 umgeben. Zusätzlich sind das hydrierbare Material 12 und die weiteren Materialien 18 von einer Beschichtung 20 umgeben. Die Beschichtung 20 kann der Granule weitere Eigenschaften, wie einen Schutz vor Oxidation oder eine verbesserte Gasführung zur Verfügung stellen.
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4 zeigt einen Ausschnitt aus einem Wasserstoffspeicher 22. Der Wasserstoffspeicher 22 umfasst zwei Außenwände 24 und 26. Zwischen den Außenwänden 24 und 26 ist eine Vielzahl an Granulen 28 angeordnet. Die Granulen 28 werden miteinander verpresst und werden als Presslinge übereinander angeordnet. Die Granulen 28 sind dabei durch mehrere Zwischenlagen 30, 32, insbesondere durch Zwischenlagen aus einem Carbongewebe in dem Wasserstoffspeicher 22 angeordnet. Durch die Zwischenlagen 30, 32 wird eine Positionierung der Granulen 28 in dem Wasserstoffspeicher 22 fixiert, weiterhin wird dadurch verhindert, dass eine Entmischung der Granulen 28 in dem Wasserstoffspeicher 22 stattfindet. Weiterhin sind die Granulen 28 in einer Umhüllung 34, vorzugsweise in Beuteln, portioniert und in dem Wasserstoffspeicher angeordnet. Es ist erkennbar, dass mehrere Umhüllungen 34 in dem Wasserstoffspeicher 22 angeordnet sind, dabei können in den Umhüllungen 34 ebenfalls ein oder mehrere Zwischenlagen aufweisen. Weiterhin können die Granulen 28 in dem Wasserstoffspeicher 22 recycelt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur
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- B. Sakietuna et. al., International Journal of Energy, 32 (2007), S. 1121–1140 [0017]
- DIN 8580 [0027]
