DE3223777C2

DE3223777C2 - Metall-Hydridspeicher zur Speicherung von Wasserstoff

Info

Publication number: DE3223777C2
Application number: DE3223777A
Authority: DE
Inventors: Clemens Dipl.-Ing. 4000 Düsseldorf Halene; Franz-Josef Dipl.-Ing. 4837 Verl Henrichs; Ernst Dr.-Ing. Dr. 4020 Mettmann Lange; Karl-Ludwig 4690 Herne Strack
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: SAES Getters SpA
Priority date: 1982-06-24
Filing date: 1982-06-24
Publication date: 1986-12-04
Also published as: BR8303026A; IT8320786A0; IT1161184B; FR2529294B1; JPS58225300A; DE3223777A1; GB8317111D0; GB2122330B; FR2529294A1; GB2122330A; BR8302026A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine vorgefertigte Speichermasse zum Einsatz in einem Druckgasbehälter nach Patent . . . (Patentanmeldung P 3125276.1), bei dem um ein zentrales Gasrohr in Abständen radial gerichtete Schottbleche vorgesehen sind. Um eine vorgefertigte Speichermasse für einen Druckgasbehälter nach Patent . . . (Patentanmeldung P 3125276.1) zu schaffen, die bei Füllung des Druckbehälters eine gezielt unterschiedliche Fülldichte garantiert, wird vorgeschlagen, daß die zwischen den Schottblechen (2) eingesetzte aktive Speichermasse (1) derart vorgefertigt ist, daß zwischen dem Innendurchmesser (4) und dem Gasrohr (5) ein ringförmiger Hohlraum (3) verbleibt, wobei der Hohlraum (3) mindestens 5% des Nettovolumens des Speichers entspricht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Metall-Hydridspeicher zur Speicherung von Wasserstoff gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ein derartiger Metall-Hydridspeicher ist aus der DE-OS 31 25 276 bekannt.

Aus der DE-OS 28 41 333 ist ferner ein Speicher bekannt, bei dem die brikettierte Speichermasse mittig eine durchgehende Ausnehmung aufweist, in die ein Docht und eine gasdurchlässige Hülse eingeführt sind. Zwischen Hülse und Speichermasse ist herstellungsbedingt ein gewisser Abstand vorhanden. Bei einer derartigen Ausführung läßt sich die Gasströmung in der Speichermasse in radialer Richtung über den ganzen Querschnitt bzw. bereichsweise nicht wunschgemäß einstellen, da im Stützgerüst eine weitgehend homogene Dichte der Speichermasse vorhanden ist.

Weiter ist es bekannt, daß bei GaS'/Feststoffverbindungen die aktive Speichermasse bei der Aufnahme von beispielsweise Wasserstoff sich erheblich ausdehnt. Untersuchungen haben gezeigt, daß die schädigende Ausdehnung eine Zerstörung des Druckgefäßes zur Folge haben kann.

Mit der DE-OS 29 06 642 ist daher vorgeschlagen worden, den Druckbehälter nur teilweise mit Speichermasse zu füllen, so daß der verbleibende Hohlraum beim Beladen durch die sich ausdehnende Speichermasse ausgefüllt werden kann. Eine insbesondere die mittlere Dichte gezielt beeinflussende Ausdehnung in dem Hohlraum ist jedoch hierbei nicht erreichbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, den eingangs erwähnten Metall-Hydridspeicher so auszubilden, daß in bestimmten Bereichen des Querschnittes des Behälters gezielt eine unterschiedliche mittlere Dichte der Speichermasse — insbesondere im Betrieb — und damit eine unterschiedliche Gaskinetik erreicht werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Vorzugsweise Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung der vorgefertigten Speichermasse ist eine ungehinderte Gaszufuhr bzw. Gasabfuhr gewährleistet Die Wärmeleitfähigkeit wird in hohem Grade gewahrt und eine Zerstörung der Gefäßwand infolge Ausdehnung unterbunden. Die vorgesehene Innenbohrung, die u. a. auch die Aufnahme eines Gaszuführungs- bzw. Gasableitungsrohres ermöglicht, wird so bemessen, daß sich bei vergrößertem Innendurchmesser ein zylinderförmiger Ringraum bzw. Hohlraum ergibt, der nicht mit Speichermasse gefüllt ist Bei der Erstbeiadung mit Wasserstoff dehnt sich die vorzugsweise zylinderförmig angeordnete Speichermasse in ihrer vorgepreßten Form so aus, daß sie den zentral vorgegebenen Ringraum ausfüllt Hierbei ergibt sich der Zustand, daß die auf größeren Durchmessern angelagerte Speichermasse in ihrer Dichte weitgehend erhalten bleibt, wogegen sie zum Zentrum hin in ihrer Dichte abnimmt.

Durch die entsprechende Bemessung dieses Ringraumes kann ;_elso jeder vorgefertigten Speichermasse für die Ausdehnung eine gezielte mittlere Dichte vorgegeben werden, so daß auf diese Weise die Gaskinetik bereichsweise unterschiedlich beeinflußt und damit in erster Linie optimiert werden kann. Von großer Bedeutung ist dabei, daß in den äußeren Zonen eine hohe Preßdichte erhalten und damit der Wärmeübergang von der Rohrwand in die Speichermasse unvermindert bestehen bleibt.

Eine Verbesserung der Gaskinetik wird zusätzlich dadurch in die Wege geleitet, daß an dem Preßling ein- oder beidseitig radial gerichtete eingepreßte Nuten vorgesehen rind. Wie vorstehend beschrieben, werden diese Nuten bei der Erstbeladung mit Wasserstoff analog zum Ringraum mit Speichermasse ausgefüllt, ebenfalls bei einer niedrigeren Dichte.
Diese radial gerichteten Gaskanäle bewirken in ihrer Vielzahl (abhängig von der Anzahl der Nuten pro Preßling und der Anzahl der Preßlinge) eine hochwirksame Be- bzw. Entgasung der Speichermasse.

Bei Behältern großer Durchmesser, z. B. 200 mm, ist vorgesehen, diese Kanäle mit gasführenden, nicht wasserstoffspeichernden Bauteilen (z. B. gesinterte Filterstäbe) auszufüllen.

In den Zeichnungen sind mögliche Ausführungsformen einer vorgefertigten Speichermasse schematisch dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 einen Teil eines Gasbehälters mit zwischen den Schottblechen eingesetzten zylinderförmigen Preßlingen,

F i g. 2 die Anordnung gemäß F i g. 1 nach der Erstbeladung mit Wasserstoff und dem mit Speichermasse lokker verfüllten Ringraum,

F i g. 3 einen vorgefertigten zylinderförmigen Preßling mit Gasführungskanälen.

Die in F i g. 1 dargestellten zylinderförmigen Preßlinge 1 werden durch Schottbleche 2 innerhalb des Behälters abgeteilt. Die Ringräume 3 sind nach außen durch den Bohrungsdurchmesser 4 der Preßlinge 1 und nach innen hin durch die Rohrwand des Gasrohres 5 begrenzt.

;V	4
1 32 23 777 I Fig.2 zeigt einen Preßling 1 in veränderter Form ¹I unter Ausfüllung der Ringräume 3 und unterschiedli- jj eher Fülldichte im Ringraum 3 nach der Erstbeladung § mit Wasserstoff. I F i g. 3 zeigt einen vorgefertigten Preßling 1 mit radial 5 p gerichteten Gasführungskanälen 6. In der aktiven Spei- I chermasse 1 können entweder mit oder ohne die ein- % oder beidseitig vorgesehenen Nuten 6 noch radial ge- v- richtete Kanäle (nicht gezeigt) aus gasführenden nicht [1 wasserstoffspeichernden Bauteilen (z. B. gesinterte Rl- 10 I'-\ terstäbe) angeordnet sein.
K Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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Claims

Patentansprüche:

1. Metall-Hydridspeicher zur Speicherung von Wasserstoff, bestehend aus einem rohrförmigen mit Speichermasse gefüllten Einzelbehälter oder aus einem Bündel zusammengefaßter Einzelbehälter, einer Gaszuführung, einem in der jeweiligen Behälterachse angeordneten zentralen Füll- bzw. Entnahmerohr für den Wasserstoff und senkrecht zu deni Füllbzw. Entnahmerohr gerichteten Trennwänden, wobei die Trennwände als gasundurchlässige Schottbleche mit umgebogenem Außen- und innenrand ausgebildet sind und zwischen dem Innendurchmesser der Speichermasse und dem Außendurchmesser des Gasrohres ein ringförmiger Hohlraum frei bleibt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum (3) mindestens 5% des Nettovolumens der ringförmig vorgefertigten Speichennasse beträgt

2. Speichermasse für einen Metall-Hydridspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der ringförmig vorgefertigten Speichermasse (1) radial gerichtete ein- oder beidseitig angeordnete Nuten (6) vorgesehen sind.

3. Speichermasse für einen Metall-Hydridspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Speichermasse (1) radial gerichtete Kanäle aus gasführenden, nicht wasserstoffspeichernden Teilen, z. B. aus gesinterten Filterstäben, angeordnet sind.