Eine Gruppe von Studenten aus Da Nang verwendete Metallhydridmaterialien und Heiztechniken, um den Wasserstoff-Lade- und Entladevorgang durchzuführen und schuf so ein Gerät, das mehr als 20 g gasförmigen Wasserstoff speichern kann.
Die Forschung wurde ab Oktober 2023 von Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam und Mai Duc Hung, Abteilung für Fahrzeugmechanik, Fakultät für Maschinenbau, University of Technical Education – Universität Danang, durchgeführt. Der Schwerpunkt des Produkts liegt auf der Energiespeichertechnologie für festen Wasserstoff, die in Energiemanagementsystemen und umweltfreundlichem Transport angewendet wird.
Das Produkt besteht aus zwei Hauptkomponenten: einem Wasserstofftank mit Zusatzkomponenten und einem intelligenten Steuerungssystem. Das Funktionsprinzip des Tanks basiert auf der Reaktion von Magnesiummetall im Tank mit Wasserstoff zur Bildung einer Magnesiumhydridverbindung (MgH₂). Bei einer Erhitzung auf 250–350 °C erfolgt die Wasserstoffbeladung unter Druckbedingungen über 1 bar. Umgekehrt erfolgt die Wasserstofffreisetzung bei einem Druck unter 1 bar.
Mit einem intelligenten System aus Mikrocontrollern und Sensoren, die Temperatur und Druck überwachen und regeln. Dies gewährleistet einen effizienten und sicheren Betrieb des Systems während des Phasenübergangs der Wasserstoffspeicherverbindung.
Laut Teamleiter Vo Du Dinh gibt es derzeit drei Wasserstoffspeichertechnologien: Druckgas, Flüssiggas und Feststoff. Als Druckgas wird Wasserstoff in Hochdrucktanks (350–700 bar, 5.000–10.000 psi) gespeichert. Flüssiger Wasserstoff wird auf -253 °C abgekühlt, verflüssigt und anschließend in isolierten Tanks gelagert. Als Feststoff wird Wasserstoff in Metallhydridverbindungen oder anderen absorbierenden Materialien wie metallorganischen Gerüstverbindungen (MOFs), Kohlenstoffnanoröhren usw. gespeichert.
Laut Dinh hat jede Speichermethode unterschiedliche Vor- und Nachteile. Daher hängt die Wahl der Technologie vom jeweiligen Einsatzzweck ab, beispielsweise Transport, statische Lagerung oder mobile Anwendungen. Dabei werden Kosten-, Leistungs- und Sicherheitsfaktoren berücksichtigt.
Das Bewertungsteam erklärte, dass die Herausforderung der Wasserstoffspeicherung komplexe und kostenintensive Technologien erfordert, um Sicherheit und Effizienz zu gewährleisten. Der Mangel an unterstützender Infrastruktur und die geringe Wirtschaftlichkeit seien wesentliche Hindernisse für die breite Anwendung von Wasserstoff als saubere Energiequelle.
Ziel der Forschungsgruppe war die Entwicklung eines festen Wasserstoffspeichers, da diese Technologie sicher und weniger explosionsgefährdet ist. Sie ermöglicht eine einfachere Speicherung, da sie im Gegensatz zur Gas- oder Flüssiggasspeicherung weder extrem hohen Druck noch extrem niedrige Temperaturen erfordert.
Theoretisch kann das Produkt der Gruppe Materialien speichern und produziert nach der Reaktion maximal 20,74 g gasförmigen Wasserstoff. Laut Dinh handelt es sich dabei um eine Schätzung, da die Forschungsmöglichkeiten begrenzt sind und es an Spezialausrüstung mangelt. Die tatsächliche Menge steht daher noch nicht fest.
Die Gruppe entwickelt Spezialtanks nach vietnamesischen Normen und Vorschriften für Druckbehälter. Bei unerwarteten Störungen während des Betriebs des Geräts schaltet das indirekte Heizsystem alle Wärmequellen ab und kehrt zur Normalität zurück, um die Sicherheit zu gewährleisten.
Dr. Bui Van Hung, Dozent an der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Da Nang, erklärte, die Forschung der Gruppe befinde sich erst in der Phase der Suche nach geeigneten Speichermaterialien, die Wasserstoff aufnehmen und freisetzen können. Die Gruppe habe zudem ein Simulationsmodell zur Speicherfähigkeit und den Speicherbedingungen dieses Brennstoffs erstellt.
Er schätzte, dass die Wasserstoffmenge im Produkt der Gruppe auf etwa 20 Gramm geschätzt wird, was etwa 0,66 Kilowattstunden entspricht, was recht niedrig ist. Dieses Energieniveau sei für kleine Geräte oder Experimente geeignet, reiche aber nicht aus, um Fahrzeuge wie Autos oder Industrieanlagen über längere Zeit zu betreiben.
Um die gespeicherte Wasserstoffmenge zu erhöhen, schlug Dr. Hung vor, dass das Team Legierungen oder Materialien finden sollte, die mehr Wasserstoff aufnehmen können, ohne die Masse des Materials zu stark zu erhöhen. Einige Materialien mit hoher Wasserstoffspeicherdichte benötigen jedoch Bedingungen und Umgebungen, die den Phasenübergang zwischen Laden und Entladen erschweren. Er sagte, dass das Team auf Grundlage dieser Forschung künftig weitere Tests an Materialien durchführen müsse, bei denen der Phasenübergang schwierig ist.
Nach dem Gesetz über geistiges Eigentum und Innovation
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