DE2201025A1

DE2201025A1 - Storage of energy - by synthesis of ammonia

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Publication number: DE2201025A1
Application number: DE19722201025
Authority: DE
Inventors: Roman Keraus; Gerhard Dr Schulz
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-01-11
Filing date: 1972-01-11
Publication date: 1973-07-26

Abstract

Energy is stored, cheapy, safely and for long periods by the synthesis of NH3, from H2 obtd. from water electrolysis and held under pressure, and N2 obtd. either by condensing air followed by fractional distillation or the combustion of H2 in air so that the atmos. oxygen is consumed. Ammonia is then synthesised by the usual methods. Heat energy evolved during these processes is converted to mechanical and/or electrical energy. The NH3 produced is either stored at room temp and 100 atmos. or -40 degrees C and atmos. pressure. Energy is released by combustion of the NH3 with air at 500 degrees C. 6.26 kWh is extracted/kg stored NH3.

Description

Verfahren zur Energiespeicherung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Energie speicherung Billige aber unregelmäßig fließende Energiequellen, wie Sonne, Wind und die Gezeiten des Meeres können nur dann in großem Maßstab genutzt werden, wenn ein geeignetes Speicherverfahren zur Verfügung steht, das die Speicherung und jederzeitige Entnahme von Energie aus dem Speicher und ihre Nutzung durch einen Verbraucher, insbesondere nach Umwandlung in elektrische Energie ermöglicht, da diese Energieform besonders zur Weiterleitung und Verbreitung großer Energiemengen über längere Strecken geeignet ist. Method for energy storage The invention relates to a Process for energy storage Cheap but irregularly flowing energy sources, such as sun, wind and the tides of the sea can only be used on a large scale if a suitable storage method is available that allows the storage and anytime extraction of energy from the storage and its use by a Consumers, especially after conversion into electrical energy, because this form of energy especially for the transmission and dissemination of large amounts of energy is suitable for longer distances.

Ein derartiges Speicherverfahren sollte einen Gesamtwirkungsgrad von wenigstens 10 % der Quellenenergie erreichen und die Spelcherung br mindestens ein Jahr ermöglichen. Die bendtigten Rohstoffe wollen billig und überall reichlich vorhanden sein und es sollten keine die Umwelt schädigenden Abfälle oder Einflüsse entstehen.Such a storage method should have an overall efficiency of Reach at least 10% of the source energy and the consumption br at least one Year allow. The final raw materials want cheap and abundant everywhere and there should be no environmentally damaging wastes or influences.

Ein bekanntes Verfahren zur Energiespeicherung besteht in der Speicherung elektrischer Energie in Akkumulatoren, was jedoch nur die Speicherung einer geringen Energiemenge ermöglicht.A well-known method of storing energy is storage electrical energy in accumulators, but what just storage a small amount of energy.

Ein Verfahren, das eine Energlespeicherung in größerem Maßstab ermöglicht, besteht in der Verwendung von Pumpspeicherwerken. Derartige Pumpspeicherwerke sind jedoch aufwendig und erfordern das Vorhandensein eines natürlichen Gefälles.A process that enables energy storage on a larger scale, consists in the use of pumped storage plants. Such pumped storage plants are however expensive and require the presence of a natural gradient.

Es wurde weiterhin bereits die Hochdruckspeicherung von Wasserstoff vorgeschlagen, der durch Wasserelektrolyse oder in einem anderen Verfahren gewonnen werden kann. Der gespeicherte Wasserstoff kann dann zur Gewinnung von elektrischer Energie über Wärmeenergie oder in Brennstoffzellen verwendet werden. Hierbei lassen sich relativ hohe Wirkungsgrade erzielen, die Speicherung sehr großer Wasserstofflnengen dürfte aber insbesondere wegen der vorhandenen Explosionsgefahr bei ungewollter Mischung mit Luft sehr aufwendig sein.The high pressure storage of hydrogen continued proposed that obtained by electrolysis of water or in another process can be. The stored hydrogen can then be used to generate electricity Energy can be used via thermal energy or in fuel cells. Leave here Relatively high levels of efficiency can be achieved, the storage of very large amounts of hydrogen but should in particular because of the existing risk of explosion in the event of an unintentional Mixing with air can be very costly.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Energiespeicherung zu schaffen, bei dem die an die Speichereinrichtung zu stellenden Anforderungen wesentlich verringert werden können.The invention is based on the object of a method for energy storage to create in which the requirements to be placed on the storage device can be reduced significantly.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Verfahren zur Energiespeicherung, bei dem die Energie zur Gewinnung von Wasserstoff, beispielsweise durch Wasserelektrolyse verwendet wird, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Wasserstoff durch Ammoniaksynthese in Ammoniak überführt und dann gespeichert wird.This task is based on a process for energy storage, in which the energy for the production of hydrogen, for example through water electrolysis is used, solved according to the invention in that the hydrogen by ammonia synthesis is converted into ammonia and then stored.

Dabei ist es vorteilhaft, zur Entwicklung des Wasserstoffes ein jochdruck-Elektrolysegefäß zu verwenden, dem der Wasserstoff bereits mit hohem Druck entnommen werden kann. Dieser hohe Druck ist in vielen Fällen bei der Ammoniaksynthese erforderlich.It is advantageous to use a high pressure electrolysis vessel to develop the hydrogen to use, from which the hydrogen can already be withdrawn at high pressure. This high pressure is required in many cases in the synthesis of ammonia.

Hierdurch werden die an die Speichereinrichtung zu stellenden Forderungen wesentlich verringert, da sich flüssiger Ammoniak bei Zimmertemperatur unter ca. zehn Atmosphären Druck mit einer Dichte von 0,6 Eg/Liter leicht speichern läßt und nach Vergasen und Mischen mit Luft bei 5000C verbrannt werden kann. Bei Verwendung von tiefen Temperaturen, beispielsweise bei -4o0c und einem Druck von 0,73 Ata ergibt sich ene Dichte von o,6 kg/Liter, so daß die Speicherung großer Ammoniakmengen noch weiter vereinfacht wird, da keine'Hochdruckbehälter erforderlich sind. Ammoniak-Luftgemische sind bei erhöhtem Druck und erhöhter Temperatur explosibel. Die Nutzung in einer Wärmekraftmaschine ist also mbglich, gegebenenfalls auch die "kalte" kathodische Oxydation in einer. Brennstoff-Zelle anstelle von Wasserstoff zur unmittelbaren Gewinnung von Strom. Pro Kilogramm gespeicherten Ammoniak steht eine Energie von 6,26 KWh zur Verfügung.This results in the demands to be made of the storage device significantly reduced, since liquid ammonia at room temperature below approx. ten atmospheres pressure with a density of 0.6 Eg / liter can easily be stored and after gassing and mixing with air can be burned at 5000C. When using low temperatures, for example at -4o0c and a pressure of 0.73 Ata results in a density of 0.6 kg / liter, so that the storage is large Amount of ammonia is simplified even further, since no high-pressure container is required are. Ammonia-air mixtures are explosive at increased pressure and temperature. The use in a heat engine is therefore possible, possibly also the "cold" cathodic oxidation in one. Fuel cell instead of hydrogen for the direct generation of electricity. Per kilogram of stored ammonia an energy of 6.26 KWh available.

Die Wärmetönung bei der Ammoniakverbrennung beträgt auf ein Mol entstehendes Wasser 89 % der Wärmetönung bei der Wasserstoffverbrennung. The heat generated by ammonia combustion amounts to one mole Water 89% of the heat produced by hydrogen combustion.

Ein besonderer Vorteil der Verwendung von Ammoniak als Energiequelle zur Erzeugung von elektrischem Strom ergibt sich dadurch, daß das Verfahren einen geschloss-nen Kreislauf darstellt. Die Ausgangsstoffe und Endprodukte sind Wasser und Luftstickstoff, Zwischenprodukte sind Ammoniak und Sauerstoff. Es entstehen also keine schädlichen Abfallstoffe. A particular advantage of using ammonia as an energy source for the generation of electric current results from the fact that the method has a represents closed-cycle. The starting materials and end products are water and atmospheric nitrogen, intermediate products are ammonia and oxygen. It arise so no harmful waste.

Wahrscheinlich entstehen bei der Ammoniakverbrennung neben Wasser und Stickstoff in geringen Mengen auch Salpetersäure, salpetrige Säure und eventuell verbleibt eine geringe Menge unverbrannten Ammoniaks. Dies hängt davon abt , ob und wieviel Sauerstoff bi der Verbrennung im der oder Unterschuß vorhanden ist. Diese drei Stoffe lassen sich aus dem Abgas durch Waschen mit Wasser in eirer Gaswaschanlage leicht entfernen. Neutralisiert ergeben sich Ammoniumnitrat und -nitrit, die Düngemittel darstellen. Sehr geringe Mengen Ammoniak, die durch Undichtigkeit derAnlage entweichen, können nicht zu einer Anhäufung in der Umgebung g und schließlich zu einer Vergiftung der Umgebung führen. Ammoniak entsteht gewöhnlich auch bei der Zersetzung und Fäulnis organischer Stoffe. auf natürlichem Wege. Es wird vom Regenwasser absorbiert, durch Luft-Kohlendioxyd in Ammoniumbikarbonat umgewandelt und in den Boden geschwemmt, wo es von den Pflanzen als Nahrung aufgenommen wird. Combustion of ammonia is likely to be produced in addition to water and nitrogen in small amounts also nitric acid, nitrous acid and possibly a small amount of unburned ammonia remains. This depends on whether and how much oxygen bi the combustion is present in the or deficit. These three substances can be removed from the exhaust gas by washing with water in a gas washing system easily remove. When neutralized, the result is ammonium nitrate and nitrite, the fertilizer represent. Very small amounts of ammonia that escape due to leaks in the system, can not cause an accumulation in the area g and eventually poisoning the environment. Ammonia is usually also produced from decomposition and putrefaction organic substances. naturally. It is absorbed by rainwater, through Air carbon dioxide converted into ammonium bicarbonate and in the Soil washed up, where it is consumed as food by the plants.

Der zur Ammoniaksynthese benötigte Stickstof£ kann durch teilweise Luftverflüssigung und nachfolgende fraktionierte Destillation aus Luft gewonnen werden.The nitrogen required for the ammonia synthesis can be partially Air liquefaction and subsequent fractional distillation obtained from air will.

Weiterhin ist es möglich, den Stickstoff durch Verbrennen eines Teils, beispielsweise 1/7 des gewonnenen Wasserstoffs mit Luft zur Bindung des Luftsauerstoffes herzustellen.It is also possible to remove the nitrogen by burning a part, for example 1/7 of the hydrogen obtained with air to bind the oxygen in the air to manufacture.

Selbstverständlich ist es möglich, die bei der Ammoniaksynthese und/oder der Luft-Sauerstoffbindung durch Wasserstoffverbrennung freiwerdende Wärmeenergie in mechanische oder elektrische Energie umzuwandeln, ao daß der Gesamtwirkungsgrad des erfindungsgemäßen Verfahrens erhöht wird Eine in vielen Fällen vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Ammoniak in Ammoniumbikarbonat NH4HCO) überführt wird, das ein festes Salz ist, das offen gelagert werden kann und durch Vergasen bei erhöhter Temperatur wieder in Ammoniak Kohlendioxyd und Wasser zerfällt. Das hierzu notwendige Kohlendioxyd kann aus der Luft gewonnen werden. Hierdurch wird zwar der EnergierUckgewinnungsgrad versehlechtert, die Anspruche an das Speicherverfahren werden jedoch wesentlich verringert.Of course, it is possible that in the ammonia synthesis and / or The thermal energy released by the air-oxygen binding through hydrogen combustion to convert into mechanical or electrical energy, ao that the overall efficiency of the method according to the invention is increased, which is advantageous in many cases Further development of the method according to the invention is that the ammonia in Ammonium bicarbonate NH4HCO), which is a solid salt that is stored in the open carbon dioxide can be converted back into ammonia by gasifying at elevated temperature and water disintegrates. The carbon dioxide required for this can be obtained from the air will. This admittedly deteriorates the degree of energy recovery, the claims however, the storage process is significantly reduced.

tie vorstehend genannten Verfahren der Wasserelektrolyse, der Trennung von Luftstickstoff und Luftsauerstoff durch Anwendung tiefer Temperaturen sowie die Ammoniaksynthese nch Haber-Bosch sind seit langem bekannt und erprobt. Die vorstehend beschriebene Anwendung dieser Verfahren zum Zwecke der Energiespeicherung g zur Erzeugung von Ammoniak als lagerfähigen Brennstoff ist jedoch neu und vorteilhaft.tie the aforementioned process of water electrolysis, the separation of atmospheric nitrogen and atmospheric oxygen by applying low temperatures as well the ammonia synthesis according to Haber-Bosch have long been known and tested. The above described application of this method for the purpose of energy storage g for However, the production of ammonia as a storable fuel is new and advantageous.

Im folgenden werden Einzelheiten von AusfUhrungabeispielen des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.The following details of exemplary embodiments of the invention Procedure shown.

Durch Umwandlung der unregelmäßig fließenden Energie aus natürlichen Quellen wird Gleichstrom erzeugt. Die Größe der benötigten Oleichspannung ist proportional zur Anzahl der hintereinander geschalteten und zur Gewinnung von Wasserstoff verwendeten Elektrolyse zellen, wobei die Spannung einer einzelnen Zelle ca. 1,26 bis 1,5 Volt beträgt. Besonders Unstig ist die Ausnutzung der Sonnenenergie. Der Leistungsfluß im Sonnenlicht beträgt ca. 1,35 kW/m2, wobei die zur Energiegewinnung verwendete Auffangfläche senkrecht ziir Einfallsrichtung steht.By converting the irregularly flowing energy from natural Sources, direct current is generated. The size of the DC voltage required is proportional the number of those connected in series and used for the production of hydrogen Electrolysis cells, the voltage of a single cell being approximately 1.26 to 1.5 volts amounts to. The use of solar energy is particularly unfavorable. The power flow in sunlight is about 1.35 kW / m2, with that used to generate energy The collecting surface is perpendicular to the direction of incidence.

Die Lichtenergie läßt sich durch große Spiegel so konzentrieren, daß sogar das Schmelzen von Metallen in technischem Maßstab möglich ist.(Französisches Institut in Odeillo, Pyrenäen).The light energy can be so concentrated through large mirrors that even the smelting of metals on an industrial scale is possible (French Institute in Odeillo, Pyrenees).

Wenn kein Verfahren der direkten Energieumwandlung angewendet wird, sondern nur eine Kombination einer Wärmekraftmaschine (z.B. eines Sterling-Motors) und eines elektrischen Generators, so kann ein Wirkungsgrad von 40 % erreicht werden. Man gewinnt auf diese Weise eine elektrische Energie von 0,54 kW/m2 aus dem Sonnenlicht.If no method of direct energy conversion is used, but only a combination of a heat engine (e.g. a Sterling engine) and an electric generator, an efficiency of 40% can be achieved. In this way, an electrical energy of 0.54 kW / m2 is obtained from the sunlight.

Die darauffolgende wegen der Uberspannung nur mit einem Wirkungsgrad von 80 % arbeiten. Dem Wasser werden Elektrolyte, wie Natronlauge oder Schwefelsäure zugesetzt, die sich während des Elektrolyseprozesses regenerieren, so daß nur Wasser verbraucht und ergänzt wird. Die Elektrolysezelle wird in bekannter Weise durch ein Diaphragma, das strom- aber nicht gasdurchlässig ist, und durch eine unterhalb der Elektrolyseoberfläche beginnende und nach oben rerlaufende massive Trennwand in zwei Häften geteilt. Das an den Elektroden Jeweils entstehende Wasserstoffgas bzw. Sauerstoffgas können sich so nicht vermischen und werden getrennt fortgeleitet. Das Sauerstoffgas kann in Druckflaschen gefüllt und für medizinische und technische Zwecke verwendet werdan. Es könnte weiterhin auch für die besonders heiße Ammoniakverbrennung verwendet werden oder für die Ammoniakoxydation in Elektrizität erzeugenden Brennstoffzellen.The following only work with an efficiency of 80% because of the overvoltage. Electrolytes such as caustic soda or sulfuric acid are added to the water, which regenerate during the electrolysis process so that only water is consumed and replenished. The electrolysis cell is divided into two halves in a known manner by a diaphragm, which is flow-permeable but not gas-permeable, and by a massive partition that begins below the electrolysis surface and runs upwards. The hydrogen gas or oxygen gas produced at the electrodes cannot mix and are carried away separately. The oxygen gas can be filled into pressure bottles and used for medical and technical purposes. It could also be used for particularly hot ammonia combustion or for ammonia oxidation in electricity generating fuel cells.

Die Stickstoffgewinnung aus Luft geschieht entweder - wie anfangs erwähnt - durch ein Stickstoff-Sauerstoff-Tieftemperatur-Trennverfahren oder durch Verbrennen von 1/7 des gewonnenen Wasserstoffs mit dem Luftsauerstoff zu Wasser.Nitrogen is extracted from air either - as at the beginning mentioned - by a nitrogen-oxygen-cryogenic separation process or by Burning 1/7 of the hydrogen obtained with the oxygen in the air to form water.

Das erste Verfahren ist das gUnstigere, jedenfalls für große Anlagen. Der Energiebedarf ist 3,4 kcal/1/3 Mol N2, ausreichend fUr die Bindung von 1 Mol H2.The first method is cheaper, at least for large systems. The energy requirement is 3.4 kcal / 1/3 mol of N2, sufficient to bind 1 mol H2.

Die exotherme Ammoniaksynthese nach Haber-Bosch wird bei etwa 200 Atm. Druck und 500°C durchgeführt. Die Arbeit fUr die Komprimierung von 1 Mol H2 und 1/3 Mol N2 beträgt nur 4,1 kcal bei Zimmertemperatur: Ideales Gasgesetz: p V = n Arbeit Die 4,1 kcal Kompressionsarbeit pro Mol umzusetzendes H2 sind nur 6 % der Verbrennungswärme von 68,3 kcal pro Mol.The exothermic ammonia synthesis according to Haber-Bosch is at about 200 atm. Pressure and 500 ° C carried out. The work required to compress 1 mole of H2 and 1/3 mole of N2 is only 4.1 kcal at room temperature: Ideal gas law: p V = n work The 4.1 kcal compression work per mole of H2 to be converted is only 6% of the heat of combustion of 68.3 kcal per mole.

Berücksichtigt man, daß die entstehende Reaktionswärme mit einem Wirkungsgrad von 4o % wieder @urückgewonnen und in den Prozess zurückgeführt werden karn, wie oben erwähnt wurde, so kann bei der Überführung von H2 in NH3 mit einem Energiehaltungsgrad von 80 bis 90 % gerechnet werden. Der Cesamtwirkungsgrad für die Energieumwandlungskette Gleichstrom - Wasserelektrolyse - Ammoniak wird also 64 k bis 72 % betragen. Das ist bereits der Gesamtwirkungsgrad, wenn die gespeicherte Energie zum Heizen verwendet werden soll. FUr die Wiederumwandlung in elektrische Energie mit klassischen Wärmekraftmaschinen muß nochmals ein Fakt@@ 40 % veranschlagt werden. Man erhält dann einen Wirkungsgrad von 25 bis 29 % für die Umwandlungskette elektrische Energie - Ammoniak -elektriscbe- Energie. Die als Wärmeenergie freiwerdenden Verluste benutzt man zweckmäßig um heizen (Wohnungen, GewSchshäuser). Sie sind etwa 1,5 mal so groß wie die gewonnene elektrische Energie.If one takes into account that the resulting heat of reaction with an efficiency of 4o% can be recovered and fed back into the process, like was mentioned above, the conversion of H2 into NH3 can be done with a degree of energy conservation 80 to 90% can be expected. The overall efficiency for the energy conversion chain So direct current - water electrolysis - ammonia will be 64k to 72%. That is already the overall efficiency if the stored energy is used for heating shall be. For the conversion into electrical energy with classic heat engines a fact must be estimated again @@ 40%. An efficiency is then obtained from 25 to 29% for the conversion chain electrical energy - ammonia -elektriscbe- energy. The losses released as thermal energy are used appropriately to heat (apartments, greenhouses). They are about 1.5 times as large as the one obtained electrical power.

Im Falle der Ausnützung der Sonneneinstrahlung erhält man dann folgende Bilanz: 1,35 kW/m2 mal 0,4 = 0,54 kW/m2 ist die unmittelbar gewinnbare elektrische Leistung pro Quadratmeter Auffangfläche (senkrecht gestellt). Speicherbar als wiedergewinnbare elektrische Leistung sind davon 0,29 bis 0,25 mal 0,54 kW/m2 = 0,16 bis 0,13 kW/m2. Das ist ein Totalwirkungsgrad von ca. 10 %. Die als "Abfall" auftretende - und gespeicherte - Wärmeleistung beträgt 0,2 bis 0,24 kW/m2. Sie wird beziehungsweise kann auf einem Temperaturniveau von 100 bis 40°C entnommen werden.If the solar radiation is used, the following is obtained Balance: 1.35 kW / m2 times 0.4 = 0.54 kW / m2 is the directly obtainable electrical power Performance per square meter of collecting area (placed vertically). Can be saved as a retrievable electrical power is 0.29 to 0.25 times 0.54 kW / m2 = 0.16 to 0.13 kW / m2. That is a total efficiency of approx. 10%. The ones appearing as "waste" - and saved - Heat output is 0.2 to 0.24 kW / m2. It will or can on one Temperature level of 100 to 40 ° C can be taken.

Der Totalwirkungsgrad läßt sich erheblich verbessern, wenn Methoden der direkten Umwandlung von Wärmeenergie in elektrische Energie technisch nutzbar werden, bzw. die Umsetzung von AmmoniaK in Ammoniak - Sauerstoff - Brennstoffzellen.The total efficiency can be improved considerably if methods the direct conversion of thermal energy into electrical energy technically usable or the conversion of ammonia in ammonia - oxygen fuel cells.

Ammoniak läßt sich in jeder Art von Wärmekraftmaschine umsetzen: Explosions - Gasmotore, Gasturbinen mit Vor-Kammer zum Verbrennen des Ammoniak-Luft-Gemisches bevor es in die Turbine eintritt, Heißgas-Kolbenmotore mit Vorkammer zum Verbrennen (wie Dampfmaschine, die Vorkammer und Druckspeicherkessel ersetzen Feuerung und Dampfkessel). Gute Ergebnisse verspricht der Sterling-Motor, der zur Zeit für technische Nutzbarkeit reif gemacht wird. Dieser Sterling-Motor ist fUr die Umsetzung er Sonnenenergie in elektrische Energie in gleicher Weise gut geeignet. Folgende Punkte sind zu beachten: Druck und Temperatur müssen so hoch sein, daß die Zündung durch elektrischen Funken bzw. durch einen Glühkörper und völlige Verbrennung gewährleistet ist. Zweckmäßigerweise bringt man das flüssige Ammoniak durck eine Förderpumpe in den Raum mit erhöhtem Druck und vergast es erst dann: Ersparnis an mechanischer Arbeit, da die Flüssigkeit nur ca.Ammonia can be used in any type of heat engine: Explosion - Gas engines, gas turbines with pre-chamber for burning the ammonia-air mixture before it enters the turbine, hot gas piston engines with an antechamber for combustion (such as the steam engine, the antechamber and pressure storage boiler replace firing and Steam boiler). The sterling engine, which is currently used for technical purposes, promises good results Usability is made ripe. This sterling engine is for converting solar energy equally well suited to electrical energy. The following points must be observed: The pressure and temperature must be so high that ignition can be triggered by electrical sparks or is guaranteed by an incandescent body and complete combustion. Appropriately the liquid ammonia is brought into a feed pump the room with increased pressure and only then gasifies it: saving on mechanical work, there the liquid only approx.

1/1000 des Volumens einnimmt wie das Gas. Das Mischungsverhältnis mit Luft oder Sauerstoff vor der Verbrennung muß so gewählt werden, daß der unverbrannte Restammoniak die in geringen Mengen entstehenden sauren nitrosen Gase gerade neutralisiert, (siehe auch oben). Den abgekühlten Verbrennungsgasen kann man einige Prozent frische Luft zumischen. Vorhandenes NO wird dadurch weiter zu NO2 oxydiert und durch das kondensierende Wasser im Abgas zu Salpetersäure, bzw. salpetriger Säure umgesetzt und im Wasserkondensat.gebunden, ebenso das Ammoniak als Base. Geht- man beim Mischungsverhältnis (vor der Verbrennung) zum Sauerstoff-Überschuß, werden Säuren im Überschuß entstehen, geht man zum Sauerstoffuntersohuß, wird der alkalische Restammoniak im Überschuß sein. Im Neutralpunkt bilden sich nur neutrale Ammoniumnitrate und -nitrite im Kondenswaæser. Es sei nochmale darauf hingewiesen, daß sich diese Stoffe nur in geringen Mengen bilden werden neben den Hauptbestandteilen Wasser dampf und Stickstoff des Abgases Der entweichende Stickstoff - das Wasser wird in einem Dampfkondensator verflüssigt - muß nochmals in einem Gaswäscher mit Wasser gewaschen werden, um wirklich alle Spuren Restammoniak und nitrose Gase zu binden. Das Konderswasser kann ohne weitere Reinigung abgelassen werden, da Ammoniumnitrate und -nitrite Düngemittel sind. Eventuell müssen noch Mineralien zugesetzt werden, da das Kondenswasser bis auf die Ammoniumsalze destilliertes Wasser darstellt, welches in großen Mengen für Lebewesen unverträglich ist.1/1000 of the volume as the gas. The mixing ratio with air or oxygen before combustion must be chosen so that the unburned Residual ammonia just neutralizes the acidic nitrous gases that occur in small quantities, (see also above). The cooled combustion gases can be a few percent fresh Mix in air. Existing NO is further oxidized to NO2 and through the Condensing water in the exhaust gas is converted into nitric acid or nitrous acid and bound in the water condensate, as well as the ammonia as a base. If you go to the mix ratio (before combustion) to the excess of oxygen, acids will be formed in excess, If one goes to the oxygen deficiency, the residual alkaline ammonia becomes in excess be. At the neutral point, only neutral ammonium nitrates and nitrites are formed in the condensate. It should be pointed out again that these substances are only found in small quantities In addition to the main components, water vapor and nitrogen are formed in the exhaust gas The escaping nitrogen - the water is liquefied in a steam condenser - must be washed again in a gas washer with water to really all To bind traces of residual ammonia and nitrous gases. The Konderswasser can without further Cleaning must be drained as ammonium nitrates and nitrites are fertilizers. Possible Minerals have to be added as the condensation water down to the ammonium salts represents distilled water, which in large quantities is incompatible with living beings is.

Benutzt man für die Wasserelektrolyse Meerwasser, gewinnt man Süßwasser als Nebenprodukt der Energiewiedergewinnung aus dem gespeicherten Ammoniak.If sea water is used for water electrolysis, fresh water is obtained as a by-product of energy recovery from the stored ammonia.

Ammoniak läßt sich unter ca. 10 Atrn. Druck bei Zimmer temperatur speichern und bei -40°C bei Normaldruck von 1 Atm. Auch Pumpen durch Pipelines ist möglich. Die Kühlung stellt kein Problem dar, weil bereits supraleitende Stromkabel mit Helium-Kühlung projektiert werden. Für Speicherung ist Druckspeicherung, für das Pumpen durch Pipelines Kühlen wirtschaftlicher (Problem der Dichtigkeit und Druckfestigkeit bei langen Leitungen).Ammonia can be reduced under approx. 10 Atrn. Print at room temperature and store at -40 ° C at normal pressure of 1 atm. Pumps too through pipelines is possible. The cooling is not a problem because it is already superconducting Power cables with helium cooling can be configured. For storage is pressure storage, for pumping through pipelines cooling more economical (problem of tightness and pressure resistance for long lines).

Dies hängt jedoch auch von der Größe der Anlage ab. Bei großen Speichern kann Kühlen wieder wirtschaftlicher sein als eine Erhöhung des Druckes.However, this also depends on the size of the system. With large stores cooling can again be more economical than increasing the pressure.

Ein Speicherverfahren, das keine Ansprüche an die Speicher-und Transporttechnik stellt, aber den Energierückgewinnungsgrad verschlechtert, ist die Überführung des Ammoniak NH3 in Ammoniumbicarbonat NH4HCO3, ein festes Salz, das offen gelagert werden kann und durch Vergasen bei erhöhter Temperatur wieder in Ammoniak, Kohlsndioxyd und Wasser zerfällt.A storage method that makes no demands on storage and transport technology is the conversion of the Ammonia NH3 in ammonium bicarbonate NH4HCO3, a solid salt that is stored openly can be converted back into ammonia, carbon dioxide by gasifying at elevated temperatures and water disintegrates.

Das notwendige Kohlendioxyd kann in bekannter Weise aus der Luft gewonnen werden.The necessary carbon dioxide can be obtained from the air in a known manner will.

Patentansprüche:Patent claims:

Claims

Claims: 1. A method for energy storage in which the Energy used to produce hydrogen, for example through water electrolysis is, by the fact that the hydrogen is produced by ammonia synthesis converted into ammonia and stored.

2. The method according to claim 1, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that the hydrogen is generated in a high pressure electrolysis vessel and already is available after its extraction under high pressure 3. ' Method according to claim 1, as a result of the fact that the ammonia synthesis needed for the ammonia synthesis Fuel through partial air liquefaction and subsequent fractional distillation extracted from air.

b.

Method according to Claim 1, characterized in that it is 1 c h -n e t that the nitrogen by burning part of the hydrogen obtained with Air is produced to bind the oxygen in the air.

5. The method according to any one of the preceding claims, characterized g e it is not stated that the synthesis of ammonia andXor the air-oxygen bond Thermal energy released by the combustion of hydrogen is converted into mechanical or electrical energy Energy is converted.

6. The method according to any one of the preceding claims, characterized g e It is not possible to state that ammonia is under 10 atmospheres pressure at room temperature is stored with a density of 0.6 kg / liter.

7. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized g e -k e n n z e 1 c h n e t that the ammonia is stored at minus 400C and atmospheric pressure will.

8. The method according to any one of the preceding claims, characterized g e it is not stated that the ammonia is converted to ammonium bicarbonate.