DE19528681C2 - Verfahren zur Speicherung und Nutzbarmachung von Solar-, Wind- oder Wasserkraftenergie - Google Patents
Verfahren zur Speicherung und Nutzbarmachung von Solar-, Wind- oder WasserkraftenergieInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Speicherung von Solar-, Wind- oder Was
serkraftenergie und ein Verfahren zur Nutzbarmachung von Solar-, Wind- oder
Wasserkraftenergie mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, ein
Verfahren zur Speicherung und Nutzbarmachung von Solar-, Wind- oder Was
serkraftenergie mit den Merkmalen des Oberbegriffs der Unteransprüche 2 bis
16.
Die z. Zt. hauptsächlich verwendeten ertragreichen Energiearten (Verbrennung
fossiler Brennstoffe, Nukleartechnik) sind in ihrer Verfügbarkeit beschränkt und
ihre Nutzung ist mit erheblichen Risiken verbunden. Der Verbrauch fossiler Ener
gieträger ist überdies mit nachteiligen Konsequenzen für das Ökosystem der
Erde verbunden.
Bekannt ist es, Wasserstoff für eine ökologisch verträgliche Verbrennung zu nut
zen. Bei dieser Verbrennung verbindet sich unter Energieabgabe der Wasserstoff
mit dem Sauerstoff der Luft. Als Abgas wird aus dieser Verbrennung Wasser
dampf erhalten. Es bestehen jedoch Probleme bei der Lagerung von Wasserstoff.
Wasserstoff nimmt ein vergleichsweise großes Volumen für eine bestimmte En
ergiemenge ein. Hinsichtlich der Explosionsgefahr von Wasserstoff ergeben sich
hohe Anforderungen an die Lagerung für den Fall von Unfällen. Die Flüchtigkeit
von Wasserstoff führt zu Verlusten bei langer Lagerungszeit.
Aufgabe der Erfindung ist es, Wasserstoff als Energieträger zu gewinnen, der bei
Bedarf sofort zur Verfügung steht, ohne ökologisch nachteilige Auswirkungen
und nicht nur um z. B. überschüssigen Strom, der auf fossiler oder nuklearer
Basis gewonnen wurde, zu speichern. Zudem ist die Explosionsgefahr bei
Wasserstoff als Energieträger zu mindern. Die ökologisch gewonnene Energie
kann verlustfrei über lange Zeiträume gespeichert werden. Die gespeicherte
Energie muß zudem nicht am Ort der Speicherung verbraucht werden, sondern
ist beliebig transportierbar. Das bei der Energienutzung entstehende Abfallpro
dukt kann zudem an gleicher oder anderer Stelle in die Ausgangsmaterialien re
cycelt werden. Das zur Reaktion benötigte Wasser muß nicht das Wasser sein,
das aus der Verbrennung oder dem Recyclingvorgang gewonnen wird.
Die Lösung erfolgt gemäß der Erfindung mit einem Verfahren zur Speicherung
von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie und einem Verfahren zur Nutz
barmachung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraftenergie mit den Merkmalen
des Anspruchs 1 und einem Verfahren zur Speicherung und zur Nutzbarmachung
von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie mit den Merkmalen der Unteran
sprüche 2 bis 16.
Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zur Speicherung von Solar-, Windkraft-
oder Wasserkraftenergie vorgeschlagen, bei dem Lithium-, Natrium-, Kalium-,
Beryllium-, Magnesium- oder Calziumhydroxid (Grundhydroxide oder Hydroxide)
aus einem Vorratsbehälter einer Elektrolysierzelle zugeführt wird. Vorzugsweise
mittels Parabolspiegel oder gekrümmten Linearspiegeln kann dieser Elektroly
sierzelle Solarwärme zwecks Reaktionsbeschleunigung oder Reaktionsermögli
chung (Verflüssigung des Hydroxids) zugeführt werden. Das Grundhydroxid wird
mittels Strom in der Elektrolysierzelle unter Abgabe von Sauerstoff elektrolytisch
in das entsprechende Grundelement (Lithium, Natrium, Kalium, Beryllium, Ma
gnesium oder Calzium) und Wasser zerlegt. Das jeweilige Grundelement wird
dann unter Zufuhr von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraftenergie mit Wasser
stoff verbunden (Bildung der Grundhydride) und zu verlustfrei über lange Zeit la
gerbaren Reaktionselementen, in denen die Energie schlagartig abrufbar gespei
chert ist, verarbeitet. Die sichere Lagerung des Grundhydrids zur Vermeidung
von Explosionsgefahr ist gemäß der Erfindung gewährleistet. Eine Grundausstat
tung an Brennmaterial aus Wasser und einem Grundhydrid wird anders als bei
der Verbrennung fossiler Energieträger niemals verbraucht. Durch Hinzufügen
von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie können Wasser und das Grund
hydrid beliebig oft aus dem Grundhydroxid recycelt werden, wobei keinerlei
schädliche Abfallprodukte entstehen. Bei der Verbrennung des Wasserstoffs
wird die gleiche Menge Sauerstoff verbraucht, die bei der Trennung des Wasser
stoffs aus dem Grundhydroxid und der Trennung von Wasser zur Erzeugung des
Wasserstoffs, der zur Bildung des Grundhydrids aus dem Grundelement benötigt
wird, entsteht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zur Speicherung von
Solar-, Windkraft- oder Wasserkraftenergie wird der Strom für die Elektrolysier
zelle und die Bildung der Grundhydride umweltfreundlich von Solar-, Windkraft-
oder Wasserkraftanlagen erzeugt.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens zur Speiche
rung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraftenergie sind die Reaktionselemente
aus den Grundhydriden unter Petroleum oder unter anderen nicht reagierenden
Stoffen, wie z. B. in Edelgasen oder auch in Wasserstoff, gelagert, so daß uner
wünschte Reaktionen verhindert werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrungs kann
die nach dem oben angegebenen Verfahren gespeicherte Solar-, Windkraft- oder
Wasserkraftenergie genutzt werden, indem in einem Druckbehälter befindliche
Reaktionselemente aus einem Grundhydrid in Wasser eingetaucht werden, das
im Druckbehälter enthalten ist, wobei die entstehende Reaktionswärme abge
führt wird, und der dabei entstehende Wasserstoff einer Wärmekraftmaschine
zugeführt und dort verbrannt wird.
Bei der Verbrennung des Wasserstoffs in der Wärmekraftmaschine entstandenes
Wasser kann in dem Tank gesammelt oder direkt wieder der Reaktion Grundhy
drid/Wasser zugeführt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das Verfahren zur Spei
cherung und das Verfahren zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft- oder
Wasserkraftenergie zu einem Verfahren zur Speicherung und Nutzbarmachung
von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraftenergie kombiniert, indem Grundhydroxid
aus dem Vorratsbehälter einer Elektrolysierzelle zugeführt wird, wobei zur Reak
tionsbeschleunigung bzw. -ermöglichung das Hydroxid erhitzt (verflüssigt) wer
den kann. Das Grundhydroxid wird in einer Elektrolysierzelle elektrolytisch zer
legt in ein Grundelement und Wasser unter Abgabe von Sauerstoff. Das Grunde
lement wird durch Bindung von Wasserstoff, der vorzugsweise aus Wasser unter
Benutzung von Energie aus Solar-, Wind- oder Wasserkraftanlagen gewonnen
wird, mittels Energiezugabe in ein entsprechendes Hydrid (Lithiumhydrid,
Natriumhydrid, Kaliumhydrid, Berylliumhydrid, Magnesiumhydrid oder Calzium
hydrid) übergeführt, das zu Reaktionselementen verarbeitet wird, die in Wasser
in dem Druckbehälter getaucht werden. Der bei der chemischen Reaktion ent
stehende Wasserstoff wird in einer Wärmekraftmaschine verbrannt. Das entste
hende Wasser kann in einem Tank gesammelt und/oder wieder dem Hydroxid im
Druckbehälter oder der Grundhydrid/Wasser-Reaktion zugeführt werden. Der bei
der Elektrolyse entstehende Sauerstoff kann ohne nachteilige Auswirkungen an
die Atmosphäre abgegeben oder aufgefangen werden.
Das Verfahren erlaubt die dosierte Zugabe von Wasser und Hydrid, wobei durch
interne oder externe Wärmezuführung die Reaktionsgeschwindigkeit erhöht wer
den kann. Intern kann hierzu die Reaktionswärme, die beim Zusammenführen des
Hydrids mit Wasser entsteht, verwendet werden. Extern geschieht die Energie
zufuhr in Form von Elektrizität oder direkter Wärmezufuhr.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann das Grundhydrid
zum besseren Transport verflüssigt werden.
Gemäß der Erfindung können die Reaktionselemente aus dem Grundelement
steuerbar sein, so daß die Eintauchtiefe der Reaktionselemente in das Wasser
und damit die Reaktionsmenge aus dem Grundhydrid mit dem Wasser steuerbar
ist.
Gemäß der Erfindung können die Reaktionselemente aus dem Grundhydrid in
mehrere stabförmige Elemente aufgeteilt sein.
Gemäß der Erfindung kann zum Ausgleich von Druckstößen ein Ausdehnungs-
oder Gasauffanggefäß mit dem Druckbehälter zur Durchführung des Verfahrens
zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraftenergie verbunden
sein.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen dargestellt.
Es zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Speicherung
von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie gemäß der Erfindung.
Fig. 2 Eine schematische Darstellung des Verfahrens zur Nutzbar
machung von Solar-, Windkraft oder Wasserkraftenergie gemäß der
Erfindung.
Fig. 3 Ein erstes Verfahren, bei dem das feste Hydrid dem Wasser dosiert
zugeführt wird.
Fig. 4 Ein zweites Verfahren, bei dem das Hydrid durch Erwärmung
verflüssigt und anschließend dosiert dem Wasser zugeführt wird.
Fig. 5 Ein drittes Verfahren, wobei das mittels Wärmezufuhr verflüssigte
Hydrit einer Reaktionskammer zugeführt wird. Dieser wird aus einer sepa
raten Kammer auch Wasser zugeführt. Das bei der Reaktion entstandene
Hydroxid wird dann in einer weiteren Kammer gespeichert.
Fig. 6 Eine viertes Verfahren analog Fig. 5, bei dem das zugeführte Wasser
bis über den Siedepunkt erhitzt werden kann.
Fig. 7 Ein fünftes Verfahren analog Fig. 6, bei dem zudem noch Wasser
dampf direkt von der Wasserstoffverbrennung kontrolliert der Reaktions
kammer zugeführt werden kann.
Fig. 1: Das Verfahren zur Speicherung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraft
energie weist einen Vorratsbehälter 1 auf, in dem ein Grundhydroxid {LiOH,
NaOH, KOH, Be(OH)2, Mg(OH)2 oder Ca(OH)2} gelagert ist. Durch eine Leitung
wird das Grundhydroxid zu einer Elektrolysierzelle 4 gefördert. Das Hydroxid
kann mittels Sonnenlicht erhitzt (verflüssigt) werden.
Eine Solarzellen- (3), Windkraft- (3a) oder Wasserkraftanlage (3b) liefert über
Leitung (17) den für die Elektrolysierzelle (4) benötigten elektrischen Strom. In
der Elektrolysierzelle (4) wird mit Hilfe der Energie aus dem elektrischen Strom
von der Solarzellen-, Windkraft- oder Wasserkraftanlage das erhitzte Hydroxid zu
dem Grundelement unter Abgabe von Wasser und Sauerstoff umgewandelt. Das
Wasser kann über eine Leitung (16) in einen Tank (6) gelangen, und der Sauer
stoff kann in die Atmosphäre entweichen. Das Grundelement wird sorgfältig ge
trennt und durch Bindung an Wasserstoff, der vorzugsweise aus Wasser unter
Benutzung von Energie aus Solar-, Wind- oder Wasserkraftanlagen gewonnen
wird, mittels Energiezugabe in ein entsprechendes Hydrid (LiH, NaH, KH, BeH2,
MgH2 oder CaH2) übergeführt (nicht dargestellt) und zu Reaktionselementen (5)
verarbeitet, die anschließend unter Petroleum, Edelgasen, Wasserstoff oder an
deren nicht reagierenden Stoffen gelagert werden. Die Reaktionselemente (5)
weisen ein System von Röhren (18) unterschiedlicher Länge auf. Die Röhren
(18) können in ihrer Mantelfläche geschlossen oder zur Vergrößerung der Reak
tionsoberfläche perforiert ausgeführt sein. Zur Bildung der Reaktionselemente (5)
werden die Röhren (18) einmal mit dem Grundhydrit gefüllt oder das Grundhydrit
wird permanent in die Röhren (18) gepreßt, so daß eine Vorderseite der Füllung
theoretisch mit dem unteren Ende der Röhren (18) der Reaktionselemente (5)
bündig abschließt.
Fig. 2: Das Verfahren zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft- oder Wasser
kraftenergie weist einen Druckbehälter (8) auf, in dem die Reaktionselemente (5)
und ein Wasservorrat getrennt gehalten sind. Der Druckbehälter (8) kann mit
Kühlrippen versehen sein für Luftkühlung oder mit einem Flüssigkeitsmantel
umgeben sein (Flüssigkeitskühlung). Das Innere des Druckbehälters (8) ist iso
liert von Sauerstoff oder anderen Stoffen, die geeignet sind mit dem Grundhy
drid oder Wasserstoff zu reagieren.
Zur Erzeugung von Wasserstoff wird das Reaktionselement (5) aus dem Grund
hydrid in den Wasservorrat im Druckbehälter (8) eingetaucht, wobei unter che
mischer Reaktion Wasserstoff und das entsprechende Hydroxid und Wärme, die
abgeführt wird, entstehen. Das Hydroxid kann sich im Wasservorrat auflösen.
Der bei der chemischen Reaktion ansteigende Druck im Druckbehälter (8) kann
über eine Leitung (21) zu einem Ausdehnungs- und Gasauffanggefäß (9) aus
geglichen werden. Wird viel Wasserstoff benötigt, werden die Reaktionsele
mente (5) tief und/oder schnell in den Wasservorrat im Druckbehälter (8) einge
taucht. Es wird also Wasserstoff, nach Bedarf gesteuert, erzeugt.
Der mit erhöhtem Druck im Druckbehälter (8) beaufschlagte Wasserstoff gelangt
über eine Leitung (22) zu einer Wärmekraftmaschine (10) und wird in der Wär
mekraftmaschine (10) unter Zufuhr von Sauerstoff aus der Atmosphäre zu Was
serdampf verbrannt, der im einfachen Fall direkt an die Atmosphäre abgegeben
wird oder über eine Leitung (23) einem Kondensator (11) zugeführt und dort
mittels Kühlung verflüssigt wird. Das so im Kondensator (11) gebildete reine
Wasser wird in einem Tank (12) gespeichert und/oder dem Druckbehälter (8)
zugeführt. Wird das reine Wasser aus dem Kondensator (11) dem Druckbehälter
(8) zugeführt, wird der Wasseranteil der Hydroxidlösung erhöht, so daß eine für
die Erzeugung von Wasserstoff erhöhte Reaktionsmenge im Druckbehälter (8)
für beschleunigte Reaktion zur Verfügung steht.
Nach Trennung der Reaktionselemente (5) von dem Wasservorrat im Druckbe
hälter (8) ist nur eine geringe Menge an Wasserstoff im System vorhanden, so
daß die Brand- oder Explosionsgefahr reduziert ist. Eine Sicherheitsvorrichtung
(nicht dargestellt) trennt bei einem Stör- oder Unfall die Reaktionselemente (5)
vom Wasservorrat im Druckbehälter (8).
Zur Herstellung eines vollständigen Kreislaufs (nicht dargestellt) kann nach Ver
brauch der Reaktionselemente (5) das Hydroxid im Druckbehälter (8) zur Nutz
barmachung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraftenergie in den Vorratsbehäl
ter (1) gepumpt werden. Die für den Kreislauf benötigte Pumpleistung kann ohne
Umweltbelastungen entweder aus Solarzellen oder aus der Verbrennung des im
Druckbehälter (8) gewonnenen Wasserstoffs erhalten werden.
Das Verfahren zur Nutzbarmachung von Solar-, Windkraft- oder Wasserkraft
energie kann in Kraftfahrzeugen zur Anwendung kommen, die dann ohne Ab
gase betrieben werden können, oder für Heizungen, die ohne Kamin realisierbar
wären.
Fig. 3: Entsprechende Merkmale sind mit den Bezugszeichen aus Fig. 1 oder 2
versehen. Bei diesem Verfahren sind das Hydrid und das Wasser getrennt
angeordnet. Hierzu weist der Druckbehälter (8) einen oberen Abschnitt (30),
einen mittleren Abschnitt (31) und einen unteren Abschnitt (32) auf. Im oberen
Abschnitt (30) ist ein Grundhydrid, im mittleren Abschnitt (31) ist Wasserstoff,
und im unteren Abschnitt (32) ist der Wasservorrat enthalten. Der obere Ab
schnitt (30) ist vom mittleren Abschnitt (31) durch eine Trennvorrichtung (33)
getrennt. Alle Trennstellen sind gasdicht ausgeführt.
Das Grundhydrid im oberen Abschnitt (30) wird mittels Druck über die Dosier
vorrichtung (39) dem Wasservorrat (32) zugeführt. Der dabei entstehende Was
serstoff sammelt sich im mittleren Abschnitt (31). Die erhaltene Reaktionswärme
wird abgeführt. Das im Wasser gelöste Grundhydroxid verändert das Wasser zu
einer wässrigen Lösung mit steigendem Hydroxidanteil.
Vom mittleren Abschnitt (31) gelangt der Wasserstoff über eine Regel- und
Sicherungseinheit (41) zu einer Wärmekraftmaschine (10). Die Regel- und
Sicherungseinheit verhindert das Eindringen von Luft in den Druckbehälter (8)
und bei Schräglage und/oder Erschütterungen das Austreten von Stoffen aus
dem Druckbehälter.
Fig. 4: Entsprechende Merkmale sind mit dem Bezugszeichen aus Fig. 1, 2
oder 3 versehen. Bei diesem Verfahren weist der Druckbehälter (8) zudem eine
Heizvorrichtung (45) auf, womit das Hydrid verflüssigt wird. Das flüssige
Grundhydrid kann über die Dosiervorrichtung (39), dem unteren Abschnitt (32)
zugeführt werden.
Fig. 5: Entsprechende Merkmale sind mit den Bezugszeichen aus Fig. 1, 2, 3,
oder 4 versehen. Bei diesem Verfahren weist der Druckbehälter (8) im unteren
Abschnitt (32) eine zusätzliche Kammer (50) auf, so daß das Wasser und das
Hydroxid bzw. die Hydroxidlösung getrennt gelagert werden. Wasser aus dem
unteren Abschnitt (32) wird dabei mittels einer Einspritzpumpe (51) dosiert einer
Reaktionskammer (52) im mittleren Abschnitt (31) zugeführt, wo es mit dem
über die Dosiervorrichtung (39) geregelt zugeführten Grundhydrid reagiert. Das
in der Reaktionskammer (52) entstehende Hydroxid fließt in die zusätzliche Kam
mer (50) ab, ohne in Kontakt mit dem Wasser im unteren Abschnitt (32) zu
kommen.
Fig. 6: Entsprechende Merkmale sind mit den Bezugszeichen aus Fig. 1, 2, 3, 4,
oder 5 versehen. Bei diesem Verfahren ist die Einspritzleitung (60) von der Ein
spritzpumpe (51) zu der Reaktionskammer (52) mit einer Heizung (61) versehen.
Wasser aus dem unteren Abschnitt (32) des Druckbehälters (8) wird in der Ein
spritzleitung (60) mittels Energiezufuhr (61) verdampft, so daß in der Reaktions
kammer (52) das Grundhydrid beschleunigt mit dem Wasserdampf reagiert. Die
Zufuhr mindestens eines der Stoffe Grundhydrid oder Wasser zu der Reaktions
kammer (52) ist definiert und begrenzt.
Fig. 7: Entsprechende Merkmale sind mit den Bezugszeichen aus Fig. 1, 2, 3, 4,
5 oder 6 versehen. Bei diesem Verfahren fördert zudem eine Einspritzleitung (65)
direkt von der Wärmekraftmaschine (10) Wasserdampf geregelt in die Reaktions
kammer (52).
Claims (16)
1. Verfahren zur Speicherung und Nutzbarmachung von Solar-, Wind-
und/oder Wasserkraftenergie bei dem
- a) Lithiumhydroxid, Natriumhydroxid, Kaliumhydroxid, Berylliumhy droxid, Magnesiumhydroxid oder Calziumhydroxid aus einem Vorratsbehälter (1) in eine Elektrolysierzelle (4) überführt wird,
- b) in der es durch Zugabe von Wärme aus einer Wärmezuführung (2), einem Sonnenkollektor/Parabolspiegel, gegebenenfalls verflüssigt wird bzw. wodurch die Reaktion beschleunigt oder erst möglich wird,
- c) um in der Elektrolysierzelle aus dem Lithiumhydroxid, Natriumhy droxid, Kaliumhydroxid, Berylliumhydroxid, Magnesiumhydroxid oder Calziumhydroxid auf elektrolytischem Weg das in dem Hydroxid enthaltene Metall, Wasser und Sauerstoff zu gewinnen, worauf
- d) das erhaltene Metall abgetrennt wird und
- e) mit Wasserstoff zu dem entsprechenden Hydrid umgesetzt wird,
- f) das dann zu Reaktionselementen (5) verarbeitet wird,
- g) die, bis sie benötigt werden, unter Ausschluß von Luft und Wasser gelagert und
- h) bei Bedarf in einen Wasser enthaltenden Druckbehälter (8) überführt werden,
- i) in dem die Reaktionselemente in das im unteren Abschnitt des Druckbehälters (8) enthaltene Wasser eingetaucht werden,
- j) wobei das in den Reaktionselementen (5) enthaltene Metall unter Bildung des entsprechenden Hydroxids und Wasserstoff umgesetzt,
- k) der gebildete Wasserstoff abgeführt,
- l) in einer Wärmekraftmaschine zu Wasser verbrannt und
- m) der bei der Verbrennung entstandene Wasserdampf kondensiert und in einem Tank (12) gesammelt wird,
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktions
elemente (5) unter einem nicht mit Lithiumhydrid, Natriumhydrid, Kalium
hydrid, Berylliumhydrid, Magnesiumhydrid oder Calziumhydrid reagieren
den Stoff gelagert werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der bei
der Elektrolyse oder der Hydrierung benötigte Strom in einer Solarkraftan
lage (3), mittels eines Windgenerators (3a) oder mittels einer Wasserkraft
anlage (3b), oder einer Kombination von diesen erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionse
lemente 5 unter Petroleum gelagert sind.
5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Lithium
hydrid, Natriumhydrid, Kaliumhydrid, Berylliumhydrid, Magnesiumhydrid
oder Calziumhydrid nach dem Einbringen in den Druckbehälter (8), der aus
drei voneinander separierbaren Abschnitten besteht, getrennt vom Wasser
angeordnet werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Umsetzung mengenmäßig über die Zugabe der Reaktionselemente (5) und/oder
des Wassers gesteuert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Re
aktionselemente (5) aus mehreren staubförmigen, auch unterschiedlich langen,
Elementen (18) gebildet werden.
8. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hy
dride zur Reaktion kontinuierlich in die stabförmigen Röhren gepreßt wer
den.
9. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Druckbehälter (8) ein Ausdehnungsgefäß oder Gasauffangbehälter (9)
nachgeschaltet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das bei
der Wasserstoffverbrennung entstehende Wasser in dem Tank (12)
gesammelt oder dem Reaktionskreislauf wieder direkt zugeführt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im
Druckbehälter (8) anfallenden Hydroxide mit einer Pumpe oder Transport
vorrichtung in den Vorratsbehälter (1) gefördert werden.
12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Reaktionsgeschwindigkeit durch Wärmezuführung beschleunigt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Reakti
onswärme, die beim Zusammentreffen der Hydride mit Wasser entsteht,
abgeführt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß Reakti
onswärme, die beim Zusammentreffen der Hydride mit Wasser entsteht,
zur Verflüssigung des Hydrids benutzt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hy
dride durch Energiezufuhr von außen auf oder über ihren Schmelzpunkt er
wärmt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hy
dride oder das Wasser dosiert der Reaktion zugeführt werden können.
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| DE19528681A DE19528681C2 (de) | 1995-08-03 | 1995-08-03 | Verfahren zur Speicherung und Nutzbarmachung von Solar-, Wind- oder Wasserkraftenergie |
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|---|---|
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004026281A1 (de) * | 2004-05-28 | 2005-12-22 | Lengeling, Gregor, Dipl.-Ing. | Solarbetriebene Elektrolysevorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff und Verfahren zum Betreiben einer solchen |
| US7527660B2 (en) | 2004-06-10 | 2009-05-05 | Hitachi, Ltd. | Hydrogen fuel manufacturing method and system with control program for use therein |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105112947A (zh) * | 2015-09-14 | 2015-12-02 | 攀枝花学院 | 利用太阳能发电进行直流电解的装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3020233C2 (de) * | 1979-05-29 | 1981-10-08 | Snamprogetti S.p.A., Milano | Verfahren zur Speicherung von elektrischer Energie |
-
1995
- 1995-08-03 DE DE19528681A patent/DE19528681C2/de not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3020233C2 (de) * | 1979-05-29 | 1981-10-08 | Snamprogetti S.p.A., Milano | Verfahren zur Speicherung von elektrischer Energie |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| J.Electrochem.Soc. 105 (1958), S. 693 * |
| Römpps Chemie-Lexikon, 8. Aufl., Bd. 3 (1983), S. 2386 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102004026281A1 (de) * | 2004-05-28 | 2005-12-22 | Lengeling, Gregor, Dipl.-Ing. | Solarbetriebene Elektrolysevorrichtung zur Erzeugung von Wasserstoff und Verfahren zum Betreiben einer solchen |
| US7527660B2 (en) | 2004-06-10 | 2009-05-05 | Hitachi, Ltd. | Hydrogen fuel manufacturing method and system with control program for use therein |
Also Published As
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| DE19528681A1 (de) | 1997-02-06 |
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