DE102022203918A1 - vehicle - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug, welches mindestens einen CO2-Abscheider (1) umfasst, der durch Fahrtwind mit Umgebungsluft und/oder Innenraumluft beaufschlagt werden kann.The present invention relates to a vehicle which comprises at least one CO2 separator (1), which can be supplied with ambient air and/or interior air by the wind.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.The present invention relates to a vehicle according to the preamble of
Zur Eindämmung der steigenden Kohlendioxidemissionen (CO2-Emissionen) soll sowohl CO2 eingelagert als auch für synthetische Produkte genutzt werden. Damit wird eine neutrale bzw. negative CO2-Emission erreicht. Aktuell sind diese CO2-Abscheider vor allem stationär umgesetzt. Die Abscheiderate ist aufgrund des geringen CO2-Anteils in der Luft 415ppm aber minimal. Das führt dazu, dass die CO2- Abscheidung relativ teuer und energieaufwändig ist. Zur Erzeugung synthetischer Produkte ist im ersten Schritt angestrebt, CO2 direkt von CO2-Emittenten zu nutzen. Dies ist aber nicht überall möglich und in Hinblick auf eine defossilierte Industrie fällt dieser Zweig mittelfristig weg. Deshalb ist es wichtig die CO2-Abscheidung auch ohne Industrie-CO2-Emittenten voranzutreiben. Vermutlich wird auch nach einer CO2-neutralen Gesellschaft die CO2-Abscheidung weitergenutzt werden müssen, da erstens nicht alle Prozesse klimaneutral sein werden und zweitens zur Verringerung des Temperaturanstiegs auch weiterhin CO2 gespeichert werden muss, um einen atmosphärischen CO2- Anteil zu erlangen, der den max. Anstieg von 1,5°C absichert.In order to curb increasing carbon dioxide emissions (CO2 emissions), CO2 should be stored and used for synthetic products. This achieves neutral or negative CO2 emissions. Currently, these CO2 separators are primarily implemented as stationary devices. However, the separation rate is minimal due to the low CO2 content in the air (415ppm). This means that CO2 capture is relatively expensive and energy-intensive. To produce synthetic products, the first step is to use CO2 directly from CO2 emitters. However, this is not possible everywhere and in view of a defossilized industry, this branch will be eliminated in the medium term. That is why it is important to advance CO2 capture even without industrial CO2 emitters. Presumably, even after a CO2-neutral society, CO2 capture will have to continue to be used because, firstly, not all processes will be climate-neutral and, secondly, in order to reduce the rise in temperature, CO2 must continue to be stored in order to achieve an atmospheric CO2 proportion that exceeds the max .Increase of 1.5°C is secured.
Wenngleich bereits Fahrzeugantriebe bekannt sind, die mit CO2-Abscheidern im Abgasstrang ausgestattet sind, besteht dennoch ein Verbesserungsbedarf bei der CO2-Abscheidung in Fahrzeugen. Es ist insbesondere Ziel der vorliegenden Erfindung die Technologie des Carbon Capture bzw. Direct Air Capture im Fahrzeug nutzbar zu machen.Although vehicle drives are already known that are equipped with CO2 separators in the exhaust system, there is still a need for improvement in CO2 separation in vehicles. It is a particular aim of the present invention to make the technology of carbon capture or direct air capture usable in the vehicle.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Fahrzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, this object is achieved by a vehicle with the characterizing features of
Dadurch, dass das Fahrzeug mindestens einen CO2-Abscheider umfasst, der durch Fahrtwind beaufschlagt werden kann, kann ein verbessertes Fahrzeug vorgeschlagen werden, insbesondere kann ein Fahrzeug vorgeschlagen werden, mit dem die oben skizzierten Probleme gelöst, zumindest aber gemindert werden können. Das Fahrzeug kann aufgrund seines stetigen Betriebs auf das Ansaugen der Luft verzichten. Gewissermaßen kann dem CO2-Abscheider allein durch den Fahrbetrieb eine große Menge Luft zugeführt werden. Insbesondere hat der CO2-Abscheider immer mindestens den konstanten CO2-Anteil von 415ppm in der Luft vor sich. Da das Fahrzeug vor allem auf Strecken mit CO2-Ausstoß unterwegs ist, wird tendenziell sogar ein höherer Anteil vorhanden sein. Dadurch, dass der CO2-Abscheider durch Fahrtwind beaufschlagt werden kann, kann auch auf Systeme verzichtet werden, die beispielsweise das CO2 aus dem Abgas eines Verbrennungsmotors abscheiden, der in der Regel das Fahrzeug antreibt. Insofern kann es sich bei dem Fahrzeug auch um ein Fahrzeug handeln, welches ohne einen Verbrennungsmotor angetrieben wird, also beispielsweise ein Fahrzeug mit Elektroantrieb.Because the vehicle includes at least one CO2 separator, which can be acted upon by the wind, an improved vehicle can be proposed, in particular a vehicle can be proposed with which the problems outlined above can be solved, or at least reduced. Due to its constant operation, the vehicle can do without sucking in air. In a sense, a large amount of air can be supplied to the CO2 separator just by driving. In particular, the CO2 separator always has at least the constant CO2 content of 415ppm in the air in front of it. Since the vehicle primarily travels on routes with CO2 emissions, there will tend to be a higher proportion. Because the CO2 separator can be acted upon by the wind, it is also possible to dispense with systems that, for example, separate CO2 from the exhaust gas of an internal combustion engine, which usually drives the vehicle. In this respect, the vehicle can also be a vehicle that is driven without an internal combustion engine, for example a vehicle with an electric drive.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Gegenstände bzw. Merkmale der verschiedenen Ansprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden.Further advantageous embodiments of the proposed invention result in particular from the features of the subclaims. The objects or features of the various claims can in principle be combined with one another in any way.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der CO2-Abscheider in Form eines Kühlergrills ausgestaltet ist. Eine derartige Position des CO2-Abscheiders, an der Vorderseite bzw. die Front des Fahrzeugs bildend, eignet sich bevorzugt für die Anströmung von Fahrwind während des Betriebs des Fahrzeuges. Das Konzept könnte ähnlich eines Kühlers sein, der von der Luft durchströmt wird, und die Luft über eine Membran mit dem darin enthaltenen x-Hydroxid oder dem Bindungssubstrat reagieren kann.In an advantageous embodiment of the invention it can be provided that the CO2 separator is designed in the form of a radiator grille. Such a position of the CO2 separator, at the front or forming the front of the vehicle, is preferably suitable for the flow of driving wind during operation of the vehicle. The concept could be similar to a cooler through which air flows and the air can react via a membrane with the x-hydroxide or binding substrate contained therein.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der CO2-Abscheider im Stoßstangenbereich des Fahrzeugs angebracht ist. Eine derartige Position des CO2-Abscheiders eignet sich bevorzugt für die Anströmung von Fahrwind während des Betriebs des Fahrzeuges.In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the CO2 separator is mounted in the bumper area of the vehicle. Such a position of the CO2 separator is preferably suitable for the flow of driving wind during operation of the vehicle.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der CO2-Abscheider im Heckbereich des Fahrzeugs, vorzugsweise am Kabinenaustritt, insbesondere in Form eines Luftfilters, ausgestaltet ist. Auch eine derartige Position des CO2-Abscheiders eignet sich bevorzugt für die Anströmung von Fahrwind während des Betriebs des Fahrzeuges.In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that the CO2 separator is designed in the rear area of the vehicle, preferably at the cabin exit, in particular in the form of an air filter. Such a position of the CO2 separator is also preferably suitable for the flow of driving wind during operation of the vehicle.
Alternativ oder zusätzlich zu dem CO2-Abscheider, der durch Fahrtwind beaufschlagt werden kann, kann auch gemäß Anspruch 5 vorgesehen sein, dass ein CO2-Abscheider derart im Fahrzeug angeordnet ist, dass dieser mit Innenraumluft des Fahrzeuges beaufschlagt werden kann. Hierdurch kann neben dem Fahrtwind ebenfalls der erhöhte CO2-Anteil der Innenraumluft einer mit Passagieren besetzten Fahrkabine genutzt werden. Bevorzugt kann diese ergänzende Beaufschlagung mit Innenraumluft mittels einer Umluftfunktion der Fahrkabine umgesetzt werden.Alternatively or in addition to the CO2 separator, which can be acted upon by the wind, it can also be provided according to claim 5 that a CO2 separator is arranged in the vehicle in such a way that it can be acted upon with the interior air of the vehicle. In this way, in addition to the airstream, the increased CO2 content of the interior air of a driving cabin occupied by passengers can also be used. This additional supply of interior air can preferably be implemented by means of a recirculation function in the driving cabin.
Es kann auch ein CO2-Abscheider vorgesehen sein, der mit Umgebungsluft und Innenraumluft beaufschlagt werden kann.A CO2 separator can also be provided, which can be supplied with ambient air and interior air.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der CO2-Abscheider einen austauschbaren CO2-Speicher umfasst. Ein gefüllter CO2-Speicher kann gegen einen leeren CO2-Speicher ausgetauscht werden, so dass das gespeicherte CO2 nachfolgenden beispielsweise nutzbringenden industriellen Prozessen zugeführt werden kann. Auch ist selbstverständlich denkbar, dass das gespeicherte und damit aus der Umgebungsluft abgeschiedene CO2 entsprechend eingelagert wird. Konkret könnten die Carbonate dann in Industrien (Glas, Zement, Stahl, Lebensmittel) bzw. direkt CO2 (Lebensmittel, Kühlmittel, eFuels) weiter genutzt werden. Ebenfalls ist die Einlagerung für negative CO2-Emissionen möglich. Die Austauschbarkeit des Abscheiders kann vorteilhaft auch derart sein, dass der Abscheider regeneriert und anschließend wieder oder weiterverwendet werden kann.In an advantageous embodiment of the invention it can be provided that the CO2 separator comprises an exchangeable CO2 storage. A filled CO2 storage can be exchanged for an empty CO2 storage so that the stored CO2 can be fed into subsequent, useful industrial processes, for example. It is of course also conceivable that the CO2 that is stored and thus separated from the ambient air is stored accordingly. Specifically, the carbonates could then be further used in industries (glass, cement, steel, food) or directly CO2 (food, coolants, eFuels). Storage for negative CO2 emissions is also possible. The interchangeability of the separator can advantageously also be such that the separator can be regenerated and then reused or reused.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass als aktives Material für den CO2-Absorber Natrium-/Kaliumhydroxid in Na-/K-carbonate verwendet wird. Die CO2-Abscheidung erfolgt dabei vorwiegend über die Reaktion mit Kalium-/ Natrium oder Bariumhydroxid in Form von Kalium-/Natrium oder Bariumcarbonat.In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that sodium/potassium hydroxide in Na/K carbonates is used as the active material for the CO2 absorber. CO2 capture occurs primarily via reaction with potassium/sodium or barium hydroxide in the form of potassium/sodium or barium carbonate.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass im Abscheider eine künstliche Faser oder Membran mit der Fähigkeit einer CO2-Bindung und Freisetzung, also einer Reversibilität, Anwendung finden. Solche Fasern oder Membranen können beispielsweise mit Natriumcarbonat beschichtet/imprägniert sein, welches dann unter CO2 Bindung in Natriumbicarbonat umgewandelt wird. Ein nachgelagerter Regenerationsprozess löst das CO2 aus bzw. von den Fasern/ Membran und der Co2-Abscheider kann wieder bzw. weiterverwendet werden.In a further advantageous embodiment of the invention, it can be provided that an artificial fiber or membrane with the ability to bind and release CO2, i.e. reversibility, is used in the separator. Such fibers or membranes can, for example, be coated/impregnated with sodium carbonate, which is then converted into sodium bicarbonate while binding CO2. A downstream regeneration process releases the CO2 from the fibers/membrane and the Co2 separator can be used again.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug als PKW, LKW, BUS, Schienenfahrzeug, etc. ausgestaltet ist. Derartige Fahrzeuge können relativ einfach mit einem CO2-Abscheider ausgestattet werden. Die Applikation ist antriebsunabhängig und bei PKW, LKW, Bus, etc. einsetzbar.In a further advantageous embodiment of the invention it can be provided that the vehicle is designed as a car, truck, BUS, rail vehicle, etc. Such vehicles can be relatively easily equipped with a CO2 separator. The application is drive-independent and can be used in cars, trucks, buses, etc.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass das Fahrzeug über keinen Verbrennungsmotor verfügt. Die vorgeschlagene Erfindung kann vorteilhafterweise für Fahrzeuge eingesetzt werden, die über keinen Verbrennungsmotor verfügen. Zumindest wird nicht der Abgasstrom eines Verbrennungsmotors benötigt, um ggf. hieraus CO2 abzuscheiden.In a further advantageous embodiment of the invention it can be provided that the vehicle does not have an internal combustion engine. The proposed invention can be advantageously used for vehicles that do not have an internal combustion engine. At least the exhaust gas flow from an internal combustion engine is not required to separate CO2 from it.
Insofern kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Fahrzeug als elektrisch angetriebenes, insbesondere ausschließlich elektrisch betriebenes Fahrzeug, ausgestaltet ist. Gleichwohl kann durch die Bewegung des Fahrzeuges der CO2-Abscheider mit Umgebungsluft angeströmt werden, aus der wiederum das CO2 abgeschieden werden kann. Der Abscheider kann, jedoch mit verringerter Leistungsfähigkeit, auch im Stillstand weiter CO2 binden.In this respect, it can advantageously be provided that the vehicle is designed as an electrically driven, in particular exclusively electrically operated vehicle. Nevertheless, as the vehicle moves, ambient air can flow into the CO2 separator, from which the CO2 can in turn be separated. The separator can continue to bind CO2 even when it is at a standstill, although with reduced performance.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
-
1 eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges als PKW mit verschieden Ausgestaltungen und Anordnungsmöglichkeiten eines CO2-Abscheiders; -
2 eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges als Lastkraftwagen mit verschieden Ausgestaltungen und Anordnungsmöglichkeiten eines CO2-Abscheiders; -
3 eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges als Triebwagen mit verschieden Ausgestaltungen und Anordnungsmöglichkeiten eines CO2-Abscheiders; -
4 eine Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges als Bus mit verschieden Ausgestaltungen und Anordnungsmöglichkeiten eines CO2-Abscheiders; -
5a, b eine Ausführungsform eines CO2-Abscheiders für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug in einer seitlichen geschnittenen Ansicht (a) bzw. Draufsicht (b); -
6a, b eine Ausführungsform eines CO2-Abscheiders für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug in einer seitlichen geschnittenen Ansicht (a) bzw. Draufsicht (b); -
7a, b eine Ausführungsform eines CO2-Abscheiders für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug in einer seitlichen geschnittenen Ansicht (a) bzw. Draufsicht (b); -
8a, b eine Ausführungsform eines CO2-Abscheiders für ein erfindungsgemäßes Fahrzeug in einer seitlichen geschnittenen Ansicht (a) bzw. Draufsicht (b).
-
1 an embodiment of a vehicle according to the invention as a car with different configurations and arrangement options for a CO2 separator; -
2 an embodiment of a vehicle according to the invention as a truck with different configurations and arrangement options for a CO2 separator; -
3 an embodiment of a vehicle according to the invention as a railcar with different configurations and arrangement options for a CO2 separator; -
4 an embodiment of a vehicle according to the invention as a bus with different configurations and arrangement options for a CO2 separator; -
5a, b an embodiment of a CO2 separator for a vehicle according to the invention in a side sectional view (a) or top view (b); -
6a, b an embodiment of a CO2 separator for a vehicle according to the invention in a side sectional view (a) or top view (b); -
7a, b an embodiment of a CO2 separator for a vehicle according to the invention in a side sectional view (a) or top view (b); -
8a, b an embodiment of a CO2 separator for a vehicle according to the invention in a side sectional view (a) or top view (b).
Folgende Bezugszeichen werden in den Abbildungen verwendet:
- F
- Fahrzeug
- FI
- Fahrzeuginnenraum
- FIL
- Fahrzeuginnenraumluft
- FW
- Fahrtwind
- K
- Kühler
- U
- Umgebungsluft
- 1
- CO2-Abscheider
- 1'-1''''
- CO2 Abscheider an verschiedenen Einbauorten
- 2
- CO2-Speichereinrichtung, semipermeable Membran
- F
- vehicle
- FI
- Vehicle interior
- FIL
- Vehicle interior air
- FW
- Wind
- K
- cooler
- U
- Ambient air
- 1
- CO2 separator
- 1'-1''''
- CO2 separators at different installation locations
- 2
- CO2 storage device, semi-permeable membrane
Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit einem Verfahren beschrieben sind selbstverständlich auch im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und umgekehrt, sodass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird bzw. werden kann. Außerdem kann ein ggf. beschriebenes erfindungsgemäßes Verfahren mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden.Features and details that are described in connection with a method naturally also apply in connection with the device according to the invention and vice versa, so that reference is or can always be made to each other with regard to the disclosure of the individual aspects of the invention. In addition, a possibly described method according to the invention can be carried out with the device according to the invention.
Die hierin verwendete Terminologie dient nur zum Zweck des Beschreibens bestimmter Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht beschränken. Wie hierin verwendet, sollen die Singularformen „ein/eine“ und „der/die/das“ auch die Pluralformen enthalten, sofern der Kontext dies nicht anderweitig klar erkennen lässt. Es wird zudem klar sein, dass die Ausdrücke „weist auf“ und/oder „aufweisend“, wenn in dieser Beschreibung verwendet, das Vorhandensein der genannten Merkmale, ganzen Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Bauteile spezifizieren, aber nicht das Vorhandensein oder den Zusatz von einem/einer oder mehreren anderen Merkmalen, ganzen Zahlen, Schritten, Operationen, Elementen, Bauteilen und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hierin verwendet, enthält der Ausdruck „und/oder“ jedes beliebige und alle Kombinationen von einem oder mehreren der assoziierten, aufgelisteten Elemente.The terminology used herein is only for the purpose of describing particular embodiments and is not intended to limit the disclosure. As used herein, the singular forms “a” and “the” are intended to include the plural forms unless the context otherwise clearly indicates this. It will also be understood that the terms "comprising" and/or "comprising" when used in this specification specify the presence of, but not the presence of, the features, integers, steps, operations, elements and/or components mentioned or exclude the addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components and/or groups thereof. As used herein, the term “and/or” includes any and all combinations of one or more of the associated listed items.
Zunächst wird auf
Ein erfindungsgemäßes Fahrzeug umfasst einen CO2-Abscheider 1, der durch Fahrtwind FW mit Umgebungsluft U und/oder mit Fahrzeuginnenraumluft FIL aus oder in einem Fahrzeuginnenraum FI beaufschlagt werden kann. Als aktives Material für den CO2-Abscheider 1 kommen beispielsweise Natrium-/Kalium oder Bariumhydroxid zur Umwandlung in Na-/K- oder Ba-carbonate in Frage. Der CO2-Abscheider 1 umfasst ferner vorzugsweise eine CO2-Speichereinrichtung 2, in welcher das durch den CO2-Abscheider 1 aus der Umgebungsluft U bzw. dem Fahrtwind FW oder der Fahrzeuginnenraumluft FI abgeschiedene CO2 gespeichert werden kann. Hier kommen CO2 bindende Substrate als aktive oder reaktive Materialien in Frage, wie oben genannt. Die CO2-Speichereinrichtung 2 kann, je nach Ausgestaltung, das aktive Material oder ein Träger bzw. ein Behältnis für das aktive Material umfassen.A vehicle according to the invention comprises a
So ist es beispielsweise denkbar, dass eine künstliche Faser oder Membran zur CO2-Bindung und späteren gezielten Freisetzung bzw. Abgabe, also einer Reversibilität, Anwendung finden bzw. diese Faser oder Membran dahingehend ertüchtigt werden. Solche Fasern oder Membranen können beispielsweise Fasern oder Membranen sein, die mit Natriumcarbonat beschichtet/imprägniert sind, welches dann unter CO2 Bindung in Natriumbicarbonat umgewandelt wird. Alternativ kann jedoch auch das aktive Material in Hohlräumen aufgenommen und gehalten werden.For example, it is conceivable that an artificial fiber or membrane could be used for CO2 binding and later targeted release or release, i.e. reversibility, or that this fiber or membrane could be upgraded to this effect. Such fibers or membranes can be, for example, fibers or membranes that are coated/impregnated with sodium carbonate, which is then converted into sodium bicarbonate while binding CO2. Alternatively, however, the active material can also be accommodated and held in cavities.
Der CO2-Abscheider 1 kann, wie in
Prinzipiell kann die Anzahl und Größe des CO2-Abscheiders 1 entsprechend der Auslegung gewählt werden. Ein verfügbares Package zu gewünschter Abscheideleistung zu zulässigem Mehrgewicht des Fahrzeuges F ist Gegenstand von Abstimmungsmaßnahmen.In principle, the number and size of the
Durch Bewegung/Fahrt des Fahrzeuges F und damit des CO2-Abscheiders 1, 1' mit dem Fahrzeug F ist kein Gebläse notwendig, um die Luftmassen durch oder an den CO2-Abscheider 1, 1' zu bewegen und so immer die CO2-Konzentration von üblicherweise 415ppm in der Luft zu erreichen. Auch kann der Abscheider 1 auf diese Weise zu Orten mit entsprechender Konzentration oder abscheidebedarf bewegt werden.By moving/driving the vehicle F and thus the
Durch Fahren, zumindest mittelfristig, in CO2-belasteten Bereichen (Straße) oder durch die Fahrzeuginnenraumluft kann eine teilweise höhere Konzentration genutzt werden.By driving, at least in the medium term, in CO2-polluted areas (road) or through the air inside the vehicle, a partially higher concentration can be used.
Es wird weiter auf die
Wie in
Eine weitere mögliche Anordnung des CO2-Abscheiders 1 ist in
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann der Abscheider 1" von der Luft LI aus dem Fahrzeuginnenraum FI mit Fahrzeuginnenraumluft FIL angeströmt werden, wie in
Die Fahrzeuginnenraumluft FIL, welche durch Atmung einen höheren CO2-Anteil bzw. eine höhere CO2 Konzentration aufweist, wird so vorteilhaft für die Abscheidung genutzt und eine gute Abscheiderate bzw. eine gute Wirksamkeit der Abscheidung möglich.The vehicle interior air FIL, which has a higher CO2 content or a higher CO2 concentration due to breathing, is used advantageously for the separation and a good separation rate or a good separation effectiveness is possible.
Eine weitere mögliche Anordnung des CO2-Abscheiders 1 ist mit dem Abscheider 1'''' in
In
Eine weitere mögliche Anordnung des CO2-Abscheiders 1 ist in
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung kann der Abscheider 1" von der Fahrzeuginnenraumluft FIL angeströmt werden, wie schematisch dargestellt. Eine solche Anströmung des Abscheiders 1" kann mittels entsprechender, ggf. steuerbarer Luftführungskanäle realisiert werden (nicht gezeigt).In a further preferred embodiment, the vehicle interior air FIL can flow against the
Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Abscheider 1, als Abscheider 1''' so ausgelegt und angeordnet, dass er mit der Fahrzeuginnenraumluft FLI angeströmt werden kann, wie in der
Die Fahrzeuginnenraumluft FIL, welche durch Atmung einen höheren CO2-Anteil bzw. eine höhere CO2 Konzentration aufweist, wird so vorteilhaft für die Abscheidung genutzt und eine gute Abscheiderate bzw. eine gute Wirksamkeit der Abscheidung ermöglicht.The vehicle interior air FIL, which has a higher CO2 content or a higher CO2 concentration due to breathing, is used advantageously for the separation and enables a good separation rate or a good separation effectiveness.
Eine weitere bevorzugte Anordnung des CO2-Abscheiders 1 ist mit dem Abscheider 1'''' in
Eine weitere bevorzugte Anordnung des CO2-Abscheiders 1 ist in
Dem Fachmann ist klar, dass der Austausch des Abscheiders 1 in diesem Beispiel im Rahmen von Wartungsarbeiten erfolgen könnte, da Züge und Straßenbahnen vorzugsweise elektrisch angetrieben werden und ein Tankstopp dann entfällt. Der Abscheider bzw. die Menge des reaktiven Materials ist entsprechend auszulegen.It is clear to the person skilled in the art that the replacement of the
Das Potential des CO2-Abscheiders lässt sich am Beispiel Natriumhydroxid wie folgt abschätren.The potential of the CO2 separator can be estimated as follows using sodium hydroxide as an example.
Die ablaufende chemische Reaktion lässt sich etwa wie folgt beschreiben: 2 NaOH + CO2 => H2O + Na2CO3. Mit 1kg NaOH lassen sich 0,55kg CO2 binden.The chemical reaction that takes place can be described as follows: 2 NaOH + CO2 => H2O + Na2CO3. With 1kg of NaOH you can bind 0.55kg of CO2.
Mit der Annahme, dass der Abscheider an einem PKW installiert ist und pro PKW etwa 15000km/a gefahren werden, etwa 500km Fahrstrecke pro Tankfüllung erreicht werden können, ergibt sich daraus eine Anzahl von 30 Tankvorgängen im Jahr. Es Je nach Auslegung des Systems können mit 1kg NaOH pro Tankvorgang entsprechend 0,55kg gebundenes CO2 entnommen werden. Oder entsprechend bei 2kg NaOH dann 1,1kg CO2. Der Austausch bzw. die Entnahme des aktiven Materials bzw. des Absorbers kann bei einem Tankvorgang erfolgen.Assuming that the separator is installed on a car and that around 15,000km/a are driven per car and that around 500km of travel can be achieved per tank of fuel, this results in a number of 30 refueling processes per year. Depending on the design of the system, 0.55kg of bound CO2 can be removed with 1kg of NaOH per refueling process. Or correspondingly with 2kg NaOH then 1.1kg CO2. The exchange or removal of the active material or the absorber can take place during a refueling process.
Als typische Abscheidergröße kommen beispielsweise 10x10, 10x30, 20x30cm in Frage. Auf diese Fläche würde bei einer oben angenommenen Reichweite pro Tankfüllung des PKW eine Luftsäule bzw. Luftmenge von 500km mit der Konzentration 415ppm treffen (zurückgelegter Weg je Tankfüllung und Austausch des aktiven Materials). Diese CO2-Menge im Verhältnis zum bindenden Anteil im CO2-Abscheider würde einen notwendigen Wirkungsgrad ergeben.Typical separator sizes are, for example, 10x10, 10x30, 20x30cm. Given the above-assumed range per tank filling of the car, an air column or volume of air of 500 km with a concentration of 415 ppm would hit this area (distance traveled per tank filling and exchange of the active material). This amount of CO2 in relation to the binding portion in the CO2 separator would result in the necessary level of efficiency.
Der CO2-Abscheider könnte ferner vorzugsweise derart ausgestaltet sein, dass er als einfaches Austauschbauteil beim Tankvorgang durch einen neuen ersetzt werden kann oder es findet ein Austausch des Mediums statt.The CO2 separator could also preferably be designed in such a way that it can be replaced with a new one as a simple replacement component during the refueling process or the medium is exchanged.
Nachfolgend wird auf die
Die
In der
Die
Im Gegensatz zu bisherigen bekannten Lösungen, die vorwiegend stationär arbeiten, ist das erfindungsgemäße Fahrzeug mit dem integrierten CO2-Abscheider, der dazu eingerichtet ist, CO2 aus der Umgebungsluft bzw. dem Fahrtwind abzuscheiden, ortsunabhängig ausgestaltet.In contrast to previous known solutions, which primarily work stationary, the vehicle according to the invention is designed to be location-independent with the integrated CO2 separator, which is set up to separate CO2 from the ambient air or the wind.
Auch ist das hier vorgeschlagene Fahrzeug F vorteilhaft gegenüber Fahrzeugen, die mit CO2-Abscheidern ausgestattet sind, die dazu eingerichtet sind, aus Verbrennungsabgasen am Auspuff CO2 abscheiden. Bereits grundsätzlich benötigt das hier vorgeschlagene Fahrzeug F keinen Verbrennungsmotor, da es das CO2 aus der Umgebungsluft U bzw. dem Fahrtwind FW oder der Fahrzeuginnenluft LI abscheidet.The vehicle F proposed here is also advantageous compared to vehicles that are equipped with CO2 separators that are designed to separate CO2 from combustion exhaust gases at the exhaust. In principle, the vehicle F proposed here does not require an internal combustion engine, since it separates the CO2 from the ambient air U or the airstream FW or the vehicle interior air LI.
Mit dem vorgeschlagenen Fahrzeug F mit dem CO2-Abscheider 1, lassen sich vorzugsweise passiv höhere Abscheideraten erzielen als stationäre Anwendungen. Die Abscheidung von CO2 ist insbesondere unabhängig von der Antriebslösung des Fahrzeugs F, so kommt als Fahrzeug F beispielsweise ein ICE (Internal Combustion Engine/ Verbrennungsmotor angetriebenes Fahrzeug), BEC (Battery Electric Vehicle/Batterieelektrisches Fahrzeug), FCEV (Fuel Cell Electric Vehicle/ Brennstoffzellen-Fahrzeug) in Betracht. Weder die Aufzählung von beispielhaften Fahrzeugen, noch die beispielhafte Darstellung von Positionen für den CO2-Abscheider ist abschließend.With the proposed vehicle F with the
Der CO2-Abscheider kann für alle Anwendungen skaliert oder modularisiert werden, insbesondere für PKW, Bus, LKW, Schienenfahrzeug, etc. Es ergeben sich bei einem in einem Fahrzeug installierten CO2-Abscheider tendenziell höhere Abscheideraten als bei einem stationären CO2-Abscheider, insbesondere bildet der Fahrtwind ein Gebläse. Auch im Stillstand des Fahrzeuges ist eine weitere Abscheidung möglich, vermutlich jedoch mit geringerer Abscheidung. Fahrzeuge bewegen sich überall auf der Welt und können neben der CO2-Verursachung auch einen Beitrag zur CO2-Bindung beitragen. Bei einem Fahrzeugbestand von 1,1Mrd. Fahrzeugen weltweit ergibt sich ein riesiges Potenzial an CO2-Abscheidung durch Fahrzeuge.The CO2 separator can be scaled or modularized for all applications, especially for cars, buses, trucks, rail vehicles, etc. A CO2 separator installed in a vehicle tends to have higher separation rates than a stationary CO2 separator, in particular the wind is a fan. Further deposition is also possible when the vehicle is at a standstill, but probably with less deposition. Vehicles move all over the world and, in addition to causing CO2, they can also contribute to CO2 sequestration. With a vehicle population of 1.1 billion. vehicles worldwide a huge potential for CO2 capture through vehicles.
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