Description: Das Projekt "Nanostrukturierte Mg-Hydride für die Wasserstoffspeicherung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GKSS Forschungszentrum Geesthacht GmbH in der Helmholtz Gemeinschaft, Institut für Werkstoffforschung,Werkstofftechnologie durchgeführt. Im Rahmen einer durch die Bayerische Landesregierung geförderten Kooperation zwischen Hydro-Québec in Montreal, Kanada, als Primärenergieerzeuger, GfE Metalle und Materialien mbH in Nürnberg als Legierungshersteller und GKSS (Gesamtvolumen der deutschen Partner 1,9 Mio DM, Förderquote 30 Prozent ) wurden Wasserstoffspeicher für das emissionsfreie Automobil auf der Basis nanokristalliner Metallhydride entwickelt. Nach dem überaus erfolgreichen Test entsprechender Prototyp-Speichertanks auf Mg-Basis sind die Industriepartner in Verhandlungen mit Shell Hydrogen getreten, um eine neue Firma zur Vermarktung dieser Tanks zu gründen. Ein entsprechender Lizenzvertrag mit GKSS wurde bereits abgeschlossen, ein weiterer Entwicklungsauftrag an GKSS wurde zugesagt. Die Speicherung von Wasserstoff in Metallhydrid bietet die höchste volumenbezogene Speicherkapazität sowie die größtmögliche Sicherheit. Nachteil dieser Speichermethode war bisher das hohe Gewicht der Metalllegierung. Die Wirtschaftlichkeit dieses Konzepts für mobile Anwendungen ist für Speichergehalte von mehr als 3 Gew. Prozent gewährleistet, die sich nur mit Hilfe von Leichtmetalllegierungen erzielen lässt. Allerdings waren die Arbeits- temperaturen (z.B. 300 Grad C für Mg) bislang zu hoch sowie die Be- und Entladereaktionen für einen technischen Einsatz mit mehreren Stunden zu träge. Durch die Entwicklung von nano-kristallinen Legierungen mit Hilfe des Hochenergiemahlens wurde ein Durchbruch hinsichtlich der Wasserstoffaufnahme- und -abgabekinetik erzielt. Der hohe Anteil an Kristallitgrenzflächen ermöglicht die schnelle Diffusion von Wasserstoff im Material. Gleichzeitig wird die Keimbildungsrate der Hydridphase durch die Vielzahl heterogener Keimbildungsplätze deutlich erhöht und so auch die Wachstumsphase deutlich verkürzt. Weiterhin sorgen neue kostengünstige Katalysatorzusätze auf Metalloxid-Basis, die bei GKSS entwickelt und zum Patent angemeldet wurden, für eine schnelle Umwandlung zwischen molekularem und atomarem Wasserstoff an der Metalloberfläche. Damit sind die Be- und Entladung des Wasserstoffspeichers nun innerhalb weniger Minuten möglich, wodurch Leichtmetallhydride auch für den technischen Einsatz interessant werden. Die grundlegenden Mechanismen der Katalyse sollen im Rahmen eines neu beantragten EU-Netzwerkprojektes geklärt werden. Für die Absenkung der Wasserstoffabgabetemperatur bei Mg-basierten Legierungen wurde nach geeigneten Legierungszusätzen gesucht, um die atomaren Bindungsverhältnisse im Hydrid zu modifizieren. Durch die Modellierung der Thermodynamik nach der CALPHAD- Methode, einer Kernkompetenz der Werkstofftechnologie bei GKSS, lassen sich Bindungsenergien berechnen und damit günstige Legierungselemente vorhersagen. Damit gelang es bereits, die Entladetemperatur für Mg2Ni0,5Cu0,5 auf 230Grad C zu senken. Weitere Untersuchungen zur Absenkung der Einsatztemperatur konzentrieren sich auf Legierungszusätze, die eine stark negative Mischungsenthalpie mit Mg haben.
Types:
SupportProgram
Origin: /Bund/UBA/UFORDAT
Tags: Geesthacht ? Bayern ? Muschel ? Landesregierung ? Metalloxid ? Thermodynamik ? Wasserstoff ? Kanada ? Automobil ? Katalyse ? Marketing ? Metall ? Tankbehälter ? Kraftfahrzeug ? Wirtschaftlichkeit ? Modellierung ? Diffusion ? Forschungseinrichtung ? Speicherung ? Zusammenarbeit ? Legierung ? Nanomaterialien ? Hydrid ? Metallhydrid ? Nürnberg ? Patent ? Prototyp ? beweglich ?
Region: Schleswig-Holstein
Bounding box: 9.75° .. 9.75° x 54.2° .. 54.2°
License: cc-by-nc-nd/4.0
Language: Deutsch
Time ranges: 1997-01-01 - 2000-12-31
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