DE102018219720B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Beladung von Wasserstoff in Wasserstoff-speichernden Feststoffen und Vorrichtung zum reversiblen Speichern von Wasserstoff - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zum reversiblen Speichern von Wasserstoff mit einem Behälter (1), der einen Wasserstoff speichernden Feststoff (5) enthält, mit einer Einlassleitung (4) für gasförmigen Wasserstoff und einer Auslassleitung (6) für gasförmigen Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter Elektroden (7, 8) aufweist, die eingerichtet sind, ein dielektrisch behindertes Plasma in dem Bereich zu erzeugen, in dem der Wasserstoff-speichernde Feststoff (5) angeordnet ist, dass der Wasserstoffspeichernde Feststoff (5) ein kristallines Hydrid ist, das Natriumborhydrid (NaBH4), Natriumhydrid, Lithiumhydrid, Natriumaluminiumhydrid (NaAlH4), Lithiumborhydrid (LiBH4), Magnesiumhydrid (MgH2), Lithium-Magnesium-Hydrid, oder Mischungen aus zumindest zweien dieser umfasst, und dass der Behälter (1) eine Heizung aufweist, die gesteuert ist, um den Wasserstoff speichernden Feststoff (5) zu erwärmen, wenn Wasserstoff daraus freigesetzt werden soll.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung, um Wasserstoff-speichernde Feststoffe mit Wasserstoff zu beladen, sowie eine Vorrichtung zum reversiblen Speichern von Wasserstoff. Das Verfahren hat den Vorteil, Wasserstoff mit verhältnismäßig geringem Energieaufwand bei niedrigen Drücken, beispielsweise bei Umgebungsdruck, und bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise Umgebungstemperatur, in einen Feststoff, der Wasserstoff speichern kann, einzubringen. Der Wasserstoff kann in Mischung mit einem Inertgas, z.B. einem Edelgas vorliegen, vorzugsweise bei einer Konzentration, die unterhalb der Konzentration für ein zündfähiges Gemisch liegt, wenn Luft zugemischt wird.
- Der Wasserstoffspeichernde Feststoff ist ein kristallines Hydrid, in dessen Kristallgitter Wasserstoff eingebunden ist. Bevorzugt ist der Wasserstoffspeichernde Festkörper mit einem Polymer, das ein polymerer Elektrolyt sein kann, beschichtet. Für das Verfahren kann der Wasserstoff-speichernde Festkörper einer sein, der keine katalytische Beschichtung zur Dissoziation molekularen Wasserstoffs aufweist, z.B. ein Feststoff ohne metallische Oberfläche.
- Stand der Technik
- Die
US 7,896,950 B2 beschreibt das Beladen von aktivierten Pulvern, beispielsweise Holzkohle oder Aktivkohle, mit Wasserstoff, in dem mittels Koronaentladung negativ geladene Wasserstoffionen oberhalb einer Schicht des Pulvers erzeugt werden, wobei die negativ geladenen Ionen reversibel von dem Pulver absorbiert werden. - Die
WO 2004/113222 A1 nennt zur Einlagerung von Wasserstoff an ein Kohlenstoff-Mikro- und/oder -Nanomaterial die Erzeugung atomaren Wasserstoffs, der an das Kohlenstoff-Mikro- und/oder -Nanomaterial absorbiert. - Sourkouni et al., International Journal of Hydrogen Energy (2014), beschreiben die Beschichtung von Natriumborhydrid mit Polyethylenimin und Poly(acrylnitril-co-butadien-co-acrylsäure) in zwei aufeinander folgenden Schichten, um eine Schutzhülle aus abwechselndem anionischen und kationischen polymeren Polyelektrolyt gegen die Wasserdiffusion herzustellen. Das Freisetzen von Wasserstoff aus dem Natriumborhydrid durch Erwärmen ist auch durch die polymere Polyelektrolytschicht möglich.
- Dahle et al., RSC Adv. 2014, beschreiben, dass Schichten aus Polyethylenimin und Poly(Acrylnitril-co-butadien-co-acrylsäure) auf deuteriertem Natriumborhydrid die Freisetzung des Deuteriums verbessert und eine höhere Temperaturstabilität für das Natriumborhydrid ergibt.
- Die
US 2010/0163434 A1 beschreibt die Speicherung von Wasserstoff in Metallscheiben, z.B. aus Magnesium, indem mit einem elektromagnetischen Feld ein Wasserstoff-Plasma angrenzend an einer Metalloberfläche gebildet wird, um den Wasserstoff in das Metall zu absorbieren, so dass sich ein Metallhydrid bildet. Das elektromagnetische Feld soll mittels eines Mikrowellenfeld-Generators oder eines Radiowellenfeld-Generators erzeugt werden. - Die
US 9,133,025 B2 - Die
US 2016/0244889 A1 beschreibt einen Reaktor, der in einem Elektrolysebehälter einen Wasserstoff-speichernden Feststoff enthält, der Palladium, Palladiumlegierungen, Nickel, Nickellegierungen, Keramiken, Nanopartikel aus Nickel und Zirkoniumoxid oder Nanopartikel aus Palladium und Zirkoniumoxid sein kann - Die
US 2017/0260634 A1 beschreibt die Beladung von Nickel, Titan, Beryllium, Palladium, Ruthenium, Kupfer und Eisen mit unter Druck stehendem Wasserstoff mit der Verwendung eines leitfähigen, elektrisch erwärmten Lithiumpolymerelektrolyts. Ein bevorzugtes Verfahren soll Wasserstoff, Methan oder Polymergas in eine Übergangsmetallstruktur einbringen, dabei Wärme und Elektrizität erzeugen, während Graphen erzeugt wird. Dabei soll Wasserstoff in eine Übergangsmetallgitterstruktur eingebracht werden, als Beispiel werden auf Silicakristallen plattiertes Fe-Ti, Mn, Pd, Ni genannt oder auf porösem Carbon-Graphit-Material abgeschiedenes Nickel, Eisen-Titan, Magnesium oder Palladium. - Die
WO 2015/000008 A1 beschreibt die Wasserstoffbeaufschlagung eines metallischen Speichermaterials, nämlich von Magnesiumhydrid, in einem elektrostatischen Gleichspannungsfeld. - Aufgabe der Erfindung
- Der Erfindung stellt sich die Aufgabe, ein alternatives Verfahren und eine alternative Vorrichtung für das Beladen von Feststoffen, die Wasserstoff speichern können, bereitzustellen, sowie eine Vorrichtung zum reversiblen Speichern von Wasserstoff. Dabei soll das Verfahren bevorzugt mit geringem Energieaufwand ablaufen können und weiter bevorzugt Wasserstoff reversibel in einen Wasserstoff-speichernden Feststoff einbringen können.
- Beschreibung der Erfindung
- Die Erfindung löst die Aufgabe mit den Merkmalen der Ansprüche und stellt insbesondere ein Verfahren zum Beladen eines Wasserstoff-speichernden Feststoffs mit Wasserstoff bereit, bei dem der Feststoff in einem durch dielektrisch behinderte Entladung erzeugten Plasma (DBE-Plasma) angeordnet ist und dabei mit Wasserstoff kontaktiert wird. Es hat sich gezeigt, dass ein DBE-Plasma zu einer einfachen Beladung eines Wasserstoff-speichernden Feststoffs mit Wasserstoff führt, z.B. auch bei Feststoffen, die keine katalytisch aktive Oberfläche aufweisen und bei mit organischen Polymeren, z.B. Polyelektrolyten, beschichteten Wasserstoff-speichernden Feststoffen.
- Erfindungsgemäß ist der Wasserstoff-speichernde Feststoff ein kristallines Hydrid. Generell bevorzugt wird beim Verfahren Wasserstoff aus dem mit Wasserstoff beladenen Feststoff, der ein kristallines Hydrid ist, nur in einem Maß ausgebaut, dass die Kristallstruktur noch erhalten bleibt, so dass bei neuerlicher Beladung mit Wasserstoff die Kristallstruktur wieder aufgefüllt wird. Entsprechend kann das Verfahren vorsehen, ein kristallines Hydrid in Kontakt mit gasförmigem Wasserstoff in einem DBE-Plasma anzuordnen und den Wasserstoff anschließend aus dem kristallinen Hydrid nur in einem Maß aus der Kristallstruktur auszubauen, dass die Kristallstruktur zumindest makroskopisch noch erhalten bleibt, z.B. dass die Kristalle makroskopisch erhalten bleiben und/oder dass die ionisch vorliegenden Atome der Kristallstruktur, die kein Wasserstoff sind, in ihren Positionen im Kristallgitter verbleiben.
- Es hat sich gezeigt, dass aus einem kristallinen Hydrid ein Teil der Wasserstoffatome aus dem Kristallgitter ausgebaut werden kann, z.B. durch Erwärmen des Hydrids, so dass ein kristallines Hydrid entsteht, beim ein Teil des im Kristallgitter gebundenen Wasserstoffs fehlt, während der Kristall makroskopisch stabil bleibt bzw. nicht zerfällt. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können im Kristallgitter die Fehlstellen für Wasserstoff aufgefüllt werden. Sowohl die Freisetzung von Wasserstoff aus einem solchen kristallinen Hydrid, z.B. durch Erwärmen, als auch das Beladen des kristallinen Hydrids, dem ein Teil des Wasserstoffs des Kristallgitters fehlt, mittels eines DBE-Plasmas mit Wasserstoff, können wiederholt erfolgen.
- Der Wasserstoff-speichernde Feststoff wird vorliegend auch als Speichermaterial in Bezug genommen.
- Das Speichermaterial weist zumindest ein kristallines Hydrid auf oder besteht daraus, das Natriumhydrid, Lithiumhydrid, Natriumaluminiumhydrid (NaAlH4), Lithiumborhydrid (LiBH4), Magnesiumhydrid (MgH2), Lithium-Magnesium-Hydrid (z.B. LixMgyHn, mit x 0,17 bis 0,93, y 0,07 bis 0,83 und n gleich oder kleiner als x+2y, wobei n nicht x+2y ist, wenn x=y ist oder wenn x=2y ist oder wenn 2x=y ist), bevorzugt Natriumborhydrid (NaBH4), oder Mischungen aus zumindest zweien dieser ist.
- Bevorzugt ist das Speichermaterial, das zumindest ein kristallines Hydrid aufweist oder daraus besteht, von einem Polymer eingefasst, z.B. indem Partikel des Speichermaterials in einer Hülle aus dem Polymer eingeschlossen sind, z.B. mit dem Polymer beschichtet sind, mit oder ohne chemische Bindung des Polymers an das Speichermaterial. Generell bevorzugt ist das Polymer für Wasserdampf und gasförmigen Sauerstoff undurchlässig. Dabei können Partikel des Speichermaterials einzeln oder zu zumindest zwei Partikeln oder mehr von einem Polymer eingefasst sein. Das Polymer kann eine oder mehrere Schichten und/oder eine Mischung aus einem oder mehreren gleichen oder verschiedenen Polymeren aufweisen oder daraus bestehen. Das Polymer ist bevorzugt ein Polyelektrolyt, z.B. Polyethylenimin und/oder Poly(acrylnitril-co-butadien-co-acrylsäure), bevorzugt zumindest in jeweils einer Schicht.
- Es hat sich gezeigt, dass in Anwesenheit eines nicht-thermischen Plasma, bevorzugt eines DBE-Plasmas, gasförmiger Wasserstoff auch in Speichermaterial eingebracht wird, wenn das Speichermaterial von einer Polymerschicht, insbesondere von einer polymeren Polyelektrolytschicht eingeschlossen ist, die für Wasserdampf und Sauerstoff undurchlässig ist. Daher können z.B. Speichermaterialien, die Hydride sind, mittels einer solchen Polymerschicht vor Wasser und Sauerstoff geschützt werden, die z.B. die Zersetzung von Hydriden bewirken können.
- Das Speichermaterial kann partikelförmig sein und als Schüttung vorliegen oder ein Formling sein, der z.B. mit oder ohne Bindemittel ausgebildet sein kann. Dabei kann das Speichermaterial einen Formling bilden, indem es von zumindest einem Polymer eingeschlossen ist, z.B. in Form von Partikeln des Speichermaterials, die in einer kontinuierlichen Phase aus zumindest einem Polymer eingeschlossen sind und/oder Partikel des Speichermaterials von zumindest einem Polymer eingeschlossen sind. Entsprechend bildet das Polymer optional eine geschlossene Schicht um das Speichermaterial, z.B. jeweils um einzelne oder mehrere Partikel des Speichermaterials.
- Eine Vorrichtung zum reversiblen Speichern von Wasserstoff, bzw. ein reversibel zu beladender und zu entladender Speicher für Wasserstoff, weist in einem Behälter das Speichermaterial auf und Elektroden, die eingerichtet sind, ein dielektrisch behindertes Plasma in dem Bereich zu erzeugen, in dem das Speichermaterial angeordnet ist, eine Einlassleitung für gasförmigen Wasserstoff zu dem Behälter und eine Heizung, sowie optional eine Auslassleitung für Wasserstoff. Die Heizung ist bevorzugt gesteuert, um das Speichermaterial zu erwärmen, wenn Wasserstoff daraus freigesetzt werden soll. Die Heizung kann eine elektrische Heizung sein. Bevorzugt ist die Heizung gesteuert, das Speichermaterial zur Freisetzung von Wasserstoff nur für eine Dauer und Temperatur zu erwärmen, bei der die Kristallstruktur makroskopisch erhalten bleibt.
- Die Auslassleitung kann mit einem Verbraucher verbunden sein, der z.B. ein Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle ist. Die Einlassleitung ist bevorzugt mit einem Anschluß für eine Quelle für gasförmigen Wasserstoff versehen, die z.B. ein Tank für wasserstoffhaltiges Gas ist. Der Behälter ist eingerichtet, um das Speichermaterial mit dem Wasserstoff zu kontaktieren, bevorzugt den Wasserstoff um und/oder durch das Speichermaterial strömen zu lassen. Zumindest eine der Elektroden, optional beide Elektroden, sind durch ein Dielektrikum von dem Speichermaterial getrennt. Das Dielektrikum kann ein Kunststoff und/oder eine Keramik und/oder Glas sein und zwischen zumindest einer Elektrode und dem Speichermaterial angeordnet sein, z.B. als Beschichtung unmittelbar auf einer Elektrode aufgetragen sein. Die Elektroden sind bevorzugt in einem Abstand voneinander angeordnet und das Speichermaterial ist zwischen den Elektroden angeordnet.
- In dem Behälter kann das Speichermaterial zwischen den Elektroden eingeschlossen sein und durch eine Einlassleitung, optional zusätzlich durch eine Auslassleitung, zugänglich sein. Alternativ kann die Vorrichtung eingerichtet sein, das Speichermaterial kontinuierlich oder satzweise zwischen den Elektroden anzuordnen, während es mit Wasserstoff kontaktiert wird und das DBE-Plasma zwischen den Elektroden zu erzeugen.
- Die Elektroden sind mit entgegengesetzten Polaritäten eines Generators verbunden, der bevorzugt zur Abgabe von Hochspannungsimpulsen an die Elektroden eingerichtet ist, z.B. mit einer elektrischen Impulsenergie im Bereich von 10 bis 20 kV, bevorzugt 15 kV, mit einer Pulsbreite von 10 ns bis 10 µs, insbesondere mit einem Impulsabstand von 0,02 bis 2 ms, bevorzugt 1 ms, z.B. mit einer Frequenz im Bereich von 1 bis 10 kHz, z.B. 2 bis 8 kHz.
- Das Plasma hat z.B. eine Feldstärke von 1,4·106 V/m.
- Im Verfahren zur Beladung kann der gasförmige Wasserstoff reiner Wasserstoff sein, z.B. 99,999% Wasserstoff, kommerziell als Wasserstoff der Reinheit 5.0 erhältlich, oder in Mischung mit zumindest einem Inertgas vorliegen, z.B. einem Edelgas, insbesondere Helium, Argon, Neon, oder Stickstoff oder einer Mischung von zumindest zweien dieser. Der gasförmige Wasserstoff enthält keinen Sauerstoff.
- Bei der Kontaktierung des Speichermaterials mit Wasserstoff, während das Speichermaterial in einem DBE-Plasma angeordnet ist, kann der Partialdruck des Wasserstoffs bis zur Druckfestigkeit des Gefäßes, z.B. bis 600 bar betragen. Allerdings wird der Wasserstoff in Anwesenheit des DBE-Plasmas effektiv auch bei geringem Wasserstoffpartialdruck in das Speichermaterial eingebracht.
- Die Erfindung wird nun genauer mit Bezug auf die Figuren beschrieben, die in
- -
1 schematisch eine beispielhafte Vorrichtung gemäß der Erfindung und - -
2 Messwerte zum Einbau von Wasserstoff mit dem erfindungsgemäßen Verfahren - Als Beispiel für ein Speichermaterial wurde reines NaBH4 oder NaBH4, das eine unmittelbar aufliegende Schicht aus Polyethylenimin und darauf unmittelbar aufliegend eine Schicht aus Poly(acrylnitril-co-butadien-co-acrylsäure) aufwies, z.B. hergestellt nach Sourkouni et al., International Journal of Hydrogen Energy (2014), eingesetzt. Das Speichermaterial wurde in einen Behälter 1 aus Quarzglas zwischen einer porösen Trägerschicht 2 aus Quarzwolle, ca. 1 cm hohe Schicht, und einem Deckel 3 angeordnet, in dem eine Einlassleitung 4 für gasförmigen Wasserstoff angebracht war, die am unteren Ende der Schüttung aus Speichermaterial 5 mündet. Am gegenüberliegenden Ende der Schüttung aus Speichermaterial 5 ist eine Auslassleitung 6 im Deckel 3 angebracht, um durch die Schüttung aus Speichermaterial 5 strömendes Gas austreten zu lassen. Die Einlassleitung 4 besteht aus Metall und bildet eine erste Elektrode 7. Die zweite Elektrode 8, als Manschette aus Kupfer ausgeführt, liegt außen auf dem Behälter 1 auf, so dass der Behälter 1 aus Quarzglas ein Dielektrikum zwischen der zweiten Elektrode 8 und dem Speichermaterial 5 bildet. Die erste Elektrode 7 ist mit dem spannungführenden Leiter einer Spannungsquelle verbunden, die zweite Elektrode mit der Erdung der Spannungsquelle.
- Zum Ausbau von Wasserstoff aus dem Speichermaterial wurde der Behälter 1 in einem Ofen im Sandbett gleichmäßig von Raumtemperatur auf 535 °C über 8 h erwärmt und mit Argon 5.0 mit 10 mL/min als Spülgas durchströmt. Ein DBE-Plasma wurde während des Ausbaus von Wasserstoff nicht erzeugt.
- Zur anschließenden Beladung wurde Wasserstoffgas der Reinheit 5.0 mit einer Strömungsrate von 20 mL/min bei einem Druck von ca. 1 bar durch die Zuleitung strömen gelassen, an der Auslassleitung war ein Multi-Gas-Analysator angeschlossen, der ein Quadrupolmassenspektrometer (QMS) aufweist, um die Gaszusammensetzung bei Normaldruck sehr präzise zu analysieren. Der Multi-Gas-Analysator arbeitet intern unter Hochvakuum, so dass der Einfluss von Fremdgas ausgeschlossen ist und nur aus dem Behälter austretendes Gas analysiert wird. Da das Innenvolumen der Auslassleitung bis zum Multi-Gas-Analysator 105 mL beträgt und der Behälter ein freies Gasvolumen von ca. 30 mL aufweist, ergibt sich eine Verzögerung von ca. 10 min, bis Gas aus der Schüttung des Speichermaterials 5 den Multi-Gas-Analysator erreicht. Zur Beladung wurde ein Plasma einer Frequenz von 5 kHz mit einer Pulshöhe von 11 kV und einer Pulsdauer von 1 µs mit einer Einwirkzeit von 25 min zwischen den Elektroden 7, 8 erzeugt. Das Wasserstoffgas wurde aus einer Druckflasche durch die Einlassleitung 4 in den Behälter 1 einströmen gelassen.
Das Messergebnis des Multi-Gas-Analysators ist in2 gezeigt. Nach Zuführen des Wasserstoffs steigt der Wasserstoffpartialdruck in der Auslassleitung 6. Der Gesamtdruck im System sank während der Messung deutlich, es wurden keine zusätzlichen Bestandteile im austretenden Gas detektiert, auch keine Massen von 1u. Dies zeigt, dass keine Zersetzungsprodukte erzeugt wurden. Aus den Messungen konnte die Dissoziation des molekularen Wasserstoffs zu atomarem Wasserstoff von mindestens 95% ermittelt werden. - Die Masse des NaBH4 (Reinheit 96%) betrug vor dem Heizen 4,4767 g, nach dem Heizen 4,3963 g, was einen Ausbau von Wasserstoff aus diesem Speichermaterial von 80,4 mg = 1,8 Gew.-% des Wasserstoffs der Kristallstruktur, entsprechend 16,5 % des Wasserstoffs der Kristall struktur.
- Nach dem anschließenden Beladen dieses NaBH4 betrug die Masse 4,5025 g, entsprechend einer Beladung mit 106,2 mg.
- Dieses Ergebnis zeigt, dass gasförmiger Wasserstoff mittels des DBE-Plasmas in ein Speichermaterial reversibel eingebracht und daraus durch Erwärmen wieder ausgebaut werden kann. In Bezug auf Speichermaterialien, die kristalline Hydride sind, zeigt dieses Ergebnis, dass zumindest ein Anteil des Wasserstoffs der Kristallstruktur durch Erwärmen ausgebaut werden kann und das Speichermaterial zumindest in diesem Anteil an Wasserstoff mittels DBE-Plasma reversibel wieder aus gasförmigem Wasserstoff beladen werden kann.
Claims (12)
- Vorrichtung zum reversiblen Speichern von Wasserstoff mit einem Behälter (1), der einen Wasserstoff speichernden Feststoff (5) enthält, mit einer Einlassleitung (4) für gasförmigen Wasserstoff und einer Auslassleitung (6) für gasförmigen Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter Elektroden (7, 8) aufweist, die eingerichtet sind, ein dielektrisch behindertes Plasma in dem Bereich zu erzeugen, in dem der Wasserstoff-speichernde Feststoff (5) angeordnet ist, dass der Wasserstoffspeichernde Feststoff (5) ein kristallines Hydrid ist, das Natriumborhydrid (NaBH4), Natriumhydrid, Lithiumhydrid, Natriumaluminiumhydrid (NaAlH4), Lithiumborhydrid (LiBH4), Magnesiumhydrid (MgH2), Lithium-Magnesium-Hydrid, oder Mischungen aus zumindest zweien dieser umfasst, und dass der Behälter (1) eine Heizung aufweist, die gesteuert ist, um den Wasserstoff speichernden Feststoff (5) zu erwärmen, wenn Wasserstoff daraus freigesetzt werden soll.
- Vorrichtung nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung gesteuert ist, den Wasserstoff-speichernden Feststoff (5) zur Freisetzung von Wasserstoff nur für eine Dauer und Temperatur zu erwärmen, bei der die Kristallstruktur des Wasserstoff speichernden Feststoffs (5) makroskopisch erhalten bleibt. - Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoff speichernde Feststoff (5) von einem Polymer eingefasst ist, das für Wasserdampf und Sauerstoff undurchlässig ist.
- Vorrichtung nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer zumindest ein ein- oder mehrschichtiger Polyelektrolyt ist. - Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lithium-Magnesium-Hydrid LixMgyHn, mit x 0,17 bis 0,93, y 0,07 bis 0,83 und n gleich oder kleiner als x+2y, wobei n nicht x+2y ist, wenn x=y ist oder wenn x=2y ist oder wenn 2x=y ist.
- Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie gesteuert ist, das dielektrisch behinderte Plasma zu erzeugen, wenn gasförmiger Wasserstoff durch die Einlassleitung strömt.
- Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoff-speichernde Feststoff (5) ein Formling ist, in dem der Feststoff von zumindest einem Polymer eingeschlossen ist.
- Verfahren zum Beladen eines Wasserstoff-speichernden Feststoffs (5) durch Kontaktieren des Wasserstoff-speichernden Feststoffs (5) mit gasförmigem Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoff-speichernde Feststoff (5) ein kristallines Hydrid ist, das Natriumborhydrid (NaBH4), Natriumhydrid, Lithiumhydrid, Natriumaluminiumhydrid (NaAlH4), Lithiumborhydrid (LiBH4), Magnesiumhydrid (MgH2), Lithium-Magnesium-Hydrid, oder Mischungen aus zumindest zweien dieser umfasst, und dass während des Kontaktierens ein dielektrisch behindertes Plasma in dem Bereich erzeugt wird, in dem der Feststoff (5) angeordnet ist.
- Verfahren nach
Anspruch 8 , dadurch gekennzeichnet, dass der Wasserstoffspeichernde Feststoff (5) während des Kontaktierens mit gasförmigem Wasserstoff relativ zum dielektrisch behinderten Plasma bewegt wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 8 bis9 , dadurch gekennzeichnet, dass der gasförmige Wasserstoff in Mischung mit einem Inertgas bei einer Konzentration vorliegt, die unterhalb der Konzentration für ein zündfähiges Gemisch liegt, wenn Luft zugemischt wird. - Verfahren nach einem der
Ansprüche 8 bis10 , dadurch gekennzeichnet, dass das kristallines Hydrid von zumindest einem Polymer eingefasst ist, das für Wasserdampf und Sauerstoff undurchlässig ist. - Vorrichtung zum Beladen eines Wasserstoff-speichernden Feststoffs (5) mit Wasserstoff, insbesondere zur Verwendung in einem Verfahren nach einem der
Ansprüche 8 bis11 , mit einem Behälter (1), in dem der Wasserstoff-speichernde Feststoff (5) angeordnet ist, mit einer Einlassleitung (4) für gasförmigen Wasserstoff, gekennzeichnet durch zumindest eine erste Elektrode (7) und eine zweite Elektrode (8), von denen zumindest eine durch ein Dielektrikum von dem Wasserstoff-speichernden Feststoff (5) elektrisch getrennt ist, wobei die Elektroden (7, 8) mit einer Spannungsquelle verbunden sind, die eingerichtet ist, ein dielektrisch behindertes Plasma zwischen den Elektroden (7, 8) zu erzeugen, das eine Feldstärke von zumindest 103 V/m hat und die Elektroden (7, 8) um den Bereich angeordnet sind, in dem der Wasserstoff-speichernde Feststoff (5) angeordnet ist, der ein kristallines Hydrid ist, das Natriumborhydrid (NaBH4), Natriumhydrid, Lithiumhydrid, Natriumaluminiumhydrid (NaAlH4), Lithiumborhydrid (LiBH4), Magnesiumhydrid (MgH2), Lithium-Magnesium-Hydrid, oder Mischungen aus zumindest zweien dieser umfasst.
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