DE102014006379A1

DE102014006379A1 - Wasserstoffspeichernde Komponenten aus Schlicker nebst Vorrichtung und Verfahren dafür

Info

Publication number: DE102014006379A1
Application number: DE102014006379.8A
Authority: DE
Inventors: Antonio Casellas; Klaus Dollmeier; Eberhard Ernst; Markus Laux
Original assignee: GKN Sinter Metals Engineering GmbH
Current assignee: GKN Powder Metallurgy Engineering GmbH
Priority date: 2014-05-05
Filing date: 2014-05-05
Publication date: 2015-11-05
Also published as: WO2015169758A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer wasserstoffspeichernden Komponente eines Wasserstoffspeichers mit den folgenden Schritten: a) Herstellen eines Schlickers aufweisend ein hydrierbares Material, insbesondere einen hydrierbares Metall, b) Erstellen eines Rohlings, vorzugsweise einer Lage, aus dem Schlicker enthaltend das hydrierbare Material, c) Entfernen von Flüssigkeit aus dem Rohling und Herstellen einer wasserstoffspeichernden Komponente aus dem Rohling, d) Nutzen der Komponente in einem Wasserstoffspeicher.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer wasserstoffspeichernden Komponente eines Wasserstoffspeichers, eine Vorrichtung zur Herstellung einer Komponente eines Wasserstoffspeichers und eine wasserstoffspeichernde Komponente.
Es ist bekannt, dass Wasserstoffspeicher beispielsweise verpresste, wasserstoffspeichernde Metallegierungen aufweisen, die aus Pulverform hergestellt wurden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist eine Möglichkeit zu schaffen, bei der eine höhere Dichte des wasserstoffspeichernden Materials erzielt werden kann.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1, mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und mit einer Komponente mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. 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, 7 und 11 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.
Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer wasserstoffspeichernden Komponente eines Wasserstoffspeichers mit den folgenden Schritten vorgeschlagen. Ein erster Schritt umfasst ein Herstellen eines Schlickers aufweisend ein hydrierbares Material, insbesondere ein hydrierbares Metall. Ein zweiter Schritt umfasst ein Erstellen eines Rohlings aus dem Schlicker enthaltend das hydrierbare Material, vorzugsweise in Form einer Lage. Ein dritter Schritt umfasst ein Entfernen von Flüssigkeit aus dem Rohling und Herstellen einer wasserstoffspeichernden Komponente aus dem Rohling. Ein vierter Schritt umfasst ein Nutzen der Komponente in einem Wasserstoffspeicher. Der in dem ersten Schritt hergestellte Schlicker umfasst bevorzugt Wasser, wobei ein Wasseranteil im Schlicker von ungefähr 15–25% vorliegen kann. In dem zweiten Schritt wird der Rohling insbesondere durch einen Entzug von Wasser aus dem im ersten Schritt hergestellten Schlicker erstellt. Dies kann bevorzugt dadurch realisiert werden, dass der Schlicker mit einer Form in Kontakt ist, welche dem Schlicker Wasser entzieht, zum Beispiel einer Gipsform. An der Kontaktfläche zwischen dem Schlicker und der Form kann der Schlicker durch einen Wassertransfer von dem Schlicker hinein in die Form aushärten und insbesondere eine ausgehärtete Schicht bzw. Lage bilden, welche das hydrierbare Material aufweist. Der Wassertransfer kann durch ein Erwärmen des Schlickers, sobald dieser sich in der Form befindet, beschleunigt werden. In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens kann der Schlicker mittels eines Hydrierens des hydrierbaren Materials erwärmt werden, wobei eine Adsorption von Wasserstoff exotherm verläuft. Bevorzugt wird nach dem Aushärten zumindest eines Teils des Schlickers, insbesondere einer Lage des Schlickers, der restliche flüssige Schlicker von dem zumindest teilweise angehärteten oder bereits ausgehärteten Schlicker entfernt. Des Weiteren kann die Form von dem ausgehärteten Teil des Schlickers entnommen werden. In vorteilhafter Weise ist das hydrierbare Material beim Aushärten in einem zumindest teilweise hydrierten Zustand.
Der zu entfernende Feuchte- bzw. Flüssigkeitsanteil kann sich unterschiedlich ergeben. So kann dieser Anteil eher gering sein, beispielsweise weniger als etwa 13%. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren kann der Schlicker in Abhängigkeit von der Viskosität des Schlickers in die Form eingebracht werden. Dabei kann ein sehr zäher Schlicker, welcher etwa einen Wasseranteil von 0–15% aufweist, mittels Pressen, ein mittelzäher Schlicker, welcher etwa einen Wasseranteil von 15–25% aufweist, mittels einer plastischen Formgebung und ein zähflüssiger Schlicker, welcher etwa einen Wasseranteil von über 25% aufweist, mittels Gießen in die Form eingebracht werden.
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. 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”.
Das hydrierbare Material kann den Wasserstoff aufnehmen und bei Bedarf wieder abgeben. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Material 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 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,

Bezüglich Hydride und deren Eigenschaften wird auf die Tabellen 1 bis 4 in S. Sakietuna et al, International Journal of Energy, 32 (2007), S. 1121–1140 im Rahmen der Offenbarung verwiesen.
Der Wasserstoffspeicher kann verschiedene Schichten aufweisen, welche unterschiedliche Funktionen erfüllen können. 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.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass ein Niedertemperaturhydrid zusammen mit einem Hochtemperaturhydrid in den Schlicker gegeben wird. So kann gemäß einer Ausgestaltung vorgesehen sein, dass beispielweise das Niedertemperaturhydrid und das Hochtemperaturhydrid gemischt in einer Schicht beim Wassertransfer aushärten. Auch können diese jeweils getrennt voneinander in unterschiedlichen Schichten aushärten, insbesondere auch in unterschiedlichen Bereichen innerhalb des Schlickers aushärten, wobei der Niedertemperaturhydrid an einem anderem Ort als der Hochtemperaturhydrid dem Schlicker zugeführt werden kann. Vorteilhafterweise erfolgt die Zuführung hierbei aus einem Kanal der Form. Somit kann eine wasserstoffspeichernde Komponente hergestellt werden, welche in einem ersten Bereich eine Mischung aus Nieder- und Hochtemperaturhydrid in einer Matrix verteilt aufweist. Auch besteht die Möglichkeit, dass verschiedene Bereiche entweder ein Niedertemperaturhydrid oder ein Hochtemperaturhydrid aufweisen.
Der Hochtemperaturhydrid kann bei der Adsorption von Wasserstoff Temperaturen von über 350°C erzeugen, wobei die dabei entstehende Wärme abgeführt werden muss. Diese Wärme wird sehr schnell freigesetzt und kann zum Beispiel zu einer Aufheizung von einer Komponente genutzt werden, die in Verbindung mit dem Wasserstoffspeicher steht. Als Hochtemperaturhydrid kann beispielweise Metallpulver auf der Basis von Titan genutzt werden. Der Niedertemperaturhydrid hingegen weist bei der Adsorption von Wasserstoff bevorzugt eine Temperatur in einem Bereich vorzugsweise zwischen 60°C und 155°C auf, insbesondere bevorzugt in einem Bereich zwischen 80°C und 140°C auf. Ein Niedertemperaturhydrid ist beispielsweise Ti_0,8 Zr_0,2 Cr Mn oder Ti_0,98 Zr_0,02 V_0,43 Cr_0,05 Mn_1,2. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass Wasserstoff vom Hochtemperaturhydridbehälter in den Niedertemperaturhydridbehälter übergeht oder umgekehrt, und jeweils dort gespeichert wird. Beispielhaft und im Rahmen der Offenbarung wird hierfür hiermit auf die DE 36 39 545 C1 verwiesen.
Des Weiteren kann zum Beispiel für eine Matrix eine Carbonmatrix genutzt werden, in die das Niedertemperaturhydrid eingelassen ist. Zum Beispiel geht aus der Dissertation an der Universität Utrecht mit dem Titel „Carbon matrix confined sodium alanate for reversible hydrogen storage" von J. Gao, abrufbar unter http://dspace.library.uu.nl/handle/1874/256764 hervor, wie denn für das zu verwendende hydrierbare Material und die Matrix aufeinander abgestimmt werden können, so dass auch bei niedrigeren Temperaturen der daraus hergestellte Wasserstoffspeicher betrieben werden kann. Im Rahmen der Offenbarung wird auf den diesbezüglichen Inhalt dieser Druckschrift verwiesen.
In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Schlicker mit einem pulverförmigen, hydrierbaren Metall hergestellt wird.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass der Schlicker in eine Form gegossen wird zur Erstellung des Rohlings und anschließend die Flüssigkeit aus der Form entfernt wird, wobei vorzugsweise die Form ein Behälter ist, der später verschlossen als Wasserstoffspeicher dient. Besonders vorteilhaft wird die Form erhitzt und die im Rohling enthaltende Flüssigkeit verdampft.
Weiterhin kann das Verfahren vorsehen, dass mehrere Formen hintereinander zum Teil mit Schlicker gefüllt werden, anschließend jeweils zumindest ein anderes Material in die Form eingebracht wird und dann die jeweilige, zum Teil mit Schlicker schon gefüllte Form weiter mit Schlicker gefüllt wird. In einer weiteren Ausführungsform des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Rohling eine Profilierung an der Oberfläche während des Herstellungsvorgangs erhält, vorzugsweise mittels eines Kamms.
Das vorgeschlagene Verfahren kann beispielsweise als In-Line-Prozess durchgeführt werden, wobei eine Vielzahl an gleichen scheibenförmigen Rohlingen aus einer Schlickercharge hergestellt werden, aus denen gleiche Komponenten eines Wasserstoffspeichers in Scheibenform hergestellt werden, wobei die Scheiben in dem Wasserstoffspeicher übereinander beabstandet zueinander angeordnet werden.
Des Weiteren kann bei dem Verfahren vorgesehen sein, dass neben dem hydrierbaren Metall der Schlicker mit zumindest einem Graphitmaterial hergestellt wird, vorzugsweise mit zumindest einem natürlich expandiertem Graphit.
Das hydrierbare Material kann bevorzugt in einer Matrix angeordnet sein, nachdem der Schlicker ausgehärtet ist. 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.
Es ist bevorzugt, dass die Matrix und/oder eine Schicht eine Mischung aus verschiedenen Kohlenstoffsorten aufweist, umfassend beispielweise expandierten natürlichen Graphit als eine der Kohlenstoffsorten. Bevorzugt wird nichtexpandierter Graphit zusammen mit expandiertem natürlichen Graphit verwendet, wobei gewichtsbezogen mehr nichtexpandierter Graphit denn expandierter Graphit eingesetzt wird. Insbesondere kann die Matrix expandierten natürlichen Graphit aufweisen, in dem zum Beispiel ein hydrierbares Material angeordnet wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Rohling mit dem hydrierbaren Metall aus dem Schlicker hergestellt, wobei der Rohling in einer Helix- oder Schrauben-Form, in einer aufgewickelten Rolle, als gefaltete oder aufeinanderliegende Lage abgelegt wird. Dabei wird vorteilhafterweise der Schlicker in die Helix- oder Schrauben-Form, in die aufgewickelten Rolle, die gefaltete oder aufeinanderliegende Lage gegossen.
Der Begriff Helixfüllung beschreibt hierbei eine Anordnung des Materials durch eine Füllvorrichtung, die ihre Auslassöffnung zum Auslassen des hydrierbaren Materials im Kreis schwenkt, so dass eine Helixstruktur entsteht. Weiterhin kann die Füllvorrichtung die Auslassöffnung nur hin und her schwenken, so dass das ausgetragene Material eine Wellenform aufweist. Das hydrierbare Material kann beispielweise mittels Schlickerguß in die Matrix eingebracht werden.
Eine Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass der Schlicker mit einem aufgeschwemmten, hydrierbaren Metall und mit Fasern hergestellt wird, wobei die Fasern der später aus dem Schlicker hergestellten wasserstoffspeichernden Komponente eine höhere Festigkeit und eine höhere Wärmeleitfähigkeit verleiht.
Weiterhin wird eine Vorrichtung zur Herstellung einer Komponente eines Wasserstoffspeichers vorgeschlagen, vorzugsweise einer wasserstoffspeichernden Komponente eines Wasserstoffspeichers, wobei ein Behälter vorgesehen ist zumindest zur Bereitstellung des Schlickers, vorzugsweise zur Herstellung eines Schlickers, mit zumindest einer ersten Zuführung von hydrierbarem Metall und mit einer Öffnung, durch die der Schlicker austritt zur Weiterverarbeitung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Vorrichtung eine Matrize zur Erstellung von Rohlingen aus dem Schlicker hat und mit einer Weiterverarbeitungseinheit verbunden ist, in der den Rohlingen Feuchtigkeit entzogen wird und Komponenten des Wasserstoffspeichers gebildet werden.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass der Behälter mit zumindest einer zweiten Zuführung von Graphit versehen ist. Auch kann vorgesehen sein, dass der Weiterverarbeitungseinheit nachfolgend eine Station zum Zusammenbau der Komponenten in einen Wasserstoffspeicher folgt. In einer speziellen Weiterbildung ist vorgesehen, dass eine Zuführung von vorgefertigtem Material vorgesehen ist zur Anordnung zwischen den Komponenten. Auch kann vorgesehen sein, dass eine Profilierstation vorgesehen ist zur Profilierung von zumindest einer Oberfläche der Komponente.
Auch kann vorgesehen sein, dass der Wasserstoffspeicher Komponenten in Form einer Kern-Mantel-Struktur aufweist, bei der der Kern ein erstes Material umfasst und der Mantel ein davon verschiedenes zweites Material umfasst, wobei das erste Material und/oder das zweite Material ein wasserstoffspeicherndes Material aufweisen. Dieses wird zum Beispiel bevorzugt in den Schichten des Verbundmaterials vorgesehen. Eine Ausgestaltung sieht vor, dass das zweite Material des Mantels ein Polymer aufweist, was zumindest wasserstoffdurchlässig gestaltet ist. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass der Kern ein wärmeleitendes Material aufweist und der Mantel ein wasserstoffspeicherndes Material. Wiederum kann vorgesehen sein, dass der Kern ein primär wasserstoffspeicherndes Material aufweist und der Mantel ein primär wärmeleitendes Material, wobei das wärmeleitende Material wasserstoffdurchlässig ist.
Weiterhin ist eine Komponente vorgeschlagen, vorzugsweise hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, insbesondere vorzugsweise hergestellt mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, aufweisend zumindest einen wasserstoffdurchlässigen Körper, vorzugsweise einen porösen Körper hergestellt aus einem Schlickerguß enthaltend ein hydrierbares Material und vorzugsweise ein wärmeleitendes Material, wobei die Komponente zur Nutzung in einem Wasserstoffspeicher vorgesehen ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Komponente sieht vor, dass zumindest eine Oberfläche der Komponente eine Oberflächenprofilierung aufweist.
Eine weitere Ausgestaltung der Komponente sieht vor, dass die Komponente in einem Behälter eines Wasserstoffspeichers angeordnet ist, wobei die Komponente den Wasserstoffspeicher zumindest teilweise bildet.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Komponente in dem Behälter helixförmig, in gewickelter Struktur und/oder mehrere Komponenten übereinander gestapelt angeordnet sind.
Eine spezielle Ausgestaltung sieht vor, dass das erste hydrierbare Material ein Niedertemperaturhydrid ist und die Komponente ein zweites hydrierbares Material aufweist, welches ein Hochtemperaturhydrid ist.
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 zeigt:
1 eine Form 1, welche mit einem Schlicker 2 aufweisend ein hydrierbares Material 3, insbesondere einen hydrierbares Metall, gefüllt ist.
1 zeigt eine Form 1, welche mit einem Schlicker 2 aufweisend ein hydrierbares Material 3, insbesondere einen hydrierbares Metall, gefüllt ist. Der Schlicker 2 weist vor der Herstellung eines Rohlings Wasser 4 auf. Während der Herstellung des Rohlings nimmt die Form 1 das Wasser 4 zumindest teilweise auf. An den an der Form 1 angrenzenden Bereich 5, welcher in 1 gestrichelt markiert ist, nimmt die Form 1 das Wasser 4 auf, wobei der Bereich 5 aushärtet. Das Aushärten kann durch eine Wärmezufuhr von der Form 1 hin zu dem Schlicker 2 beschleunigt werden. Auch kann das Aushärten durch ein Hydrieren des hydrierbaren Materials 3 beschleunigt werden. Ein Hydrieren, d. h. eine Wasserstoffaufnahme des hydrierbaren Materials 3, kann mittels Zuleiten von Wasserstoff 6 durch in der Form 1 angeordnete Kanäle 7 realisiert werden. Nach dem Aushärten bleibt bevorzugt ein Teil 8 des Schlickers 2 flüssig, welcher aus der Form ausgegossen wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3639545 C1 [0012]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

S. Sakietuna et al, International Journal of Energy, 32 (2007), S. 1121–1140 [0009]
Universität Utrecht mit dem Titel „Carbon matrix confined sodium alanate for reversible hydrogen storage” von J. Gao [0013]
http://dspace.library.uu.nl/handle/1874/256764 [0013]

Claims

Verfahren zur Herstellung einer wasserstoffspeichernden Komponente eines Wasserstoffspeichers mit den folgenden Schritten: a) Herstellen eines Schlickers aufweisend ein hydrierbares Material, insbesondere einen hydrierbares Metall, b) Erstellen eines Rohlings, vorzugsweise einer Lage, aus dem Schlicker enthaltend das hydrierbare Material, c) Entfernen von Flüssigkeit aus dem Rohling und Herstellen einer wasserstoffspeichernden Komponente aus dem Rohling, d) Nutzen der Komponente in einem Wasserstoffspeicher.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlicker mit einem pulverförmigen, hydrierbaren Metall hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlicker in eine Form gegossen wird zur Erstellung des Rohlings und anschließend die Flüssigkeit aus der Form entfernt wird, wobei vorzugsweise die Form ein Behälter ist, der später verschlossen als Wasserstoffspeicher dient.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Form erhitzt wird und die im Rohling enthaltende Flüssigkeit verdampft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Formen hintereinander zum Teil mit Schlicker gefüllt werden, anschließend jeweils zumindest ein anderes Material in die Form eingebracht wird und dann die jeweilige, zum Teil mit Schlicker schon gefüllte Form weiter mit Schlicker gefüllt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling eine Profilierung an der Oberfläche während des Herstellungsvorgangs erhält, vorzugsweise mittels eines Kamms.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung als In-Line-Prozess abläuft, wobei eine Vielzahl an gleichen scheibenförmigen Rohlingen aus einer Schlickercharge hergestellt werden, aus denen gleiche Komponenten eines Wasserstoffspeichers in Scheibenform hergestellt werden, wobei die Scheiben in dem Wasserstoffspeicher übereinander beabstandet zueinander angeordnet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass neben dem hydrierbaren Metall der Schlicker mit zumindest einem Graphitmaterial hergestellt wird, vorzugsweise mit zumindest einem natürlich expandiertem Graphit.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Rohling mit dem hydrierbaren Metall aus dem Schlicker hergestellt wird, wobei der Rohling in einer Helix- oder Schrauben-Form, in einer aufgewickelten Rolle, als gefaltete oder aufeinanderliegende Lage abgelegt wird.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlicker mit einem aufgeschwemmten, hydrierbaren Metall und mit Fasern hergestellt wird, wobei die Fasern der später aus dem Schlicker hergestellten wasserstoffspeichernden Komponente eine höhere Festigkeit und eine höhere Wärmeleitfähigkeit verleiht.
Vorrichtung zur Herstellung einer Komponente eines Wasserstoffspeichers, vorzugsweise einer wasserstoffspeichernden Komponente eines Wasserstoffspeichers, wobei ein Behälter vorgesehen ist zumindest zur Bereitstellung des Schlickers, vorzugsweise zur Herstellung eines Schlickers, mit zumindest einer ersten Zuführung von hydrierbarem Metall und mit einer Öffnung, durch die der Schlicker austritt zur Weiterverarbeitung.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Matrize zur Erstellung von Rohlingen aus dem Schlicker hat und mit einer Weiterverarbeitungseinheit verbunden ist, in der den Rohlingen Feuchtigkeit entzogen wird und Komponenten des Wasserstoffspeichers gebildet werden.
Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter mit zumindest einer zweiten Zuführung von Graphit versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Weiterverarbeitungseinheit nachfolgend eine Station zum Zusammenbau der Komponenten in einen Wasserstoffspeicher folgt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zuführung von vorgefertigtem Material vorgesehen ist zur Anordnung zwischen den Komponenten.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Profilierstation vorgesehen ist zur Profilierung von zumindest einer Oberfläche der Komponente.
Komponente, vorzugsweise hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, insbesondere vorzugsweise hergestellt mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 16, aufweisend zumindest einen porösen Körper hergestellt aus einem Schlickerguß enthaltend ein erstes hydrierbares Material und vorzugsweise ein wärmeleitendes Material, wobei die Komponente zur Nutzung in einem Wasserstoffspeicher vorgesehen ist.
Komponente nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Oberfläche der Komponente eine Oberflächenprofilierung aufweist.
Komponente nach einem der Ansprüche 17 oder 18, angeordnet in einem Behälter eines Wasserstoffspeichers, wobei die Komponente den Wasserstoffspeicher zumindest teilweise bildet.
Komponente nach einem der vorherigen Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente in dem Behälter helixförmig, in gewickelter Struktur und/oder mehrere Komponenten übereinander gestapelt angeordnet sind.
Komponente nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das erste hydrierbare Material ein Niedertemperaturhydrid ist und die Komponente ein zweites hydrierbares Material aufweist, welches ein Hochtemperaturhydrid ist.