Das Projekt "Teilvorhaben: In-Operando-Untersuchungen zur Wasserstoffverteilung in Metallhydridspeichern" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Werkstoffwissenschaften und -technologien, Fachgebiet Struktur und Eigenschaften von Materialien durchgeführt. Im hier vorgeschlagenen F/E-Verbundvorhaben sollen fortschrittliche MH-Speichermodule entwickelt werden, in denen optimierte leicht-metallbasierte HGV (basierend auf Mg- und Ti-haltigen Legierungen) zum Einsatz kommen sollen. Die gesamt Wertschöpfungskette von der Werkstoffherstellung und -charakterisierung über die Auslegung bis zur Erprobung von fortschrittlichen MH-Speichermodulen soll im Vorhaben abgebildet werden, um eine spätere industrielle Umsetzung mit den relevanten industriellen Partnern zeitnah und direkt zu ermöglichen. Als Projektziel soll die Übertragung der erlernten Erkenntnisse und Fähigkeiten hinsichtlich der großtechnischen Umsetzbarkeit an einer ausgewählten Demonstratoranwendung validiert werden. Die Aufgabe der TU Berlin ist dabei vor allem die in-operando-Untersuchung der Wasserstoff-Verteilung zur Optimierung der Materialstruktur. Mit diesen Untersuchungen wird das Hauptziel verfolgt, technisch relevante Systemlösungen abzuleiten, HGV derart herzustellen und in entsprechende Speicherbehälter so zu integrieren, dass sie dauerhaft form- und damit alterungsbeständig bleiben, was den Weg für deren technische Nutzung auf industriellem Maßstab ebnet. Zur Erreichung der Vorhabenziele werden in diesem Teilvorhaben tomographische und radiographische in-situ Methoden eingesetzt, die es ermöglichen die Wasserstoffverteilung sowie die Mikrostruktur und -morphologie der Materialien zwei- bzw. dreidimensional während der Hydrierung und Dehydrierung zu untersuchen. Hierbei werden sowohl schnelle Echtzeitmessungen als auch sehr hochortsaufgelöste (bis 1 Mikro m) in-situ Neutronen Tomographie- und element-selektive ex-situ Synchrotron-Tomographie-Untersuchungen durchgeführt. Unter anderem wird dabei auch erstmalig ein hochortsauflösendes Detektorsystem aufgebaut und eingesetzt, um die 3D-Struktur-Eigenschaftsbziehungen zwischen Gefügemorphologie und Wasserstoffverteilung aufzudecken.
Das Projekt "Mehrdimensionale Simulation der Wasserstoffverteilung und der Turbulenten Verbrennung in schweren Reaktorzwischenfaellen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Lehrstuhl A für Thermodynamik durchgeführt. Untersuchung der Mechanismen der turbulenten Flammenausbreitung bei kritischen Deflagrationen und der Uebergang zur Detonation (DDT) durch verschiedene Mechanismen. In verschiedenen Stossrohren werden kritische Deflagrationen mit vorauslaufenden Stosswellen erzeugt und deren Struktur und Ausbreitungsgeschwindigkeit mit Hilfe laseroptischer Flammen- und Stroemungsdiagnostik vermessen. Fuer den Uebergang zur Detonation werden die geometrischen und gemischspezifischen Grenzen ermittelt. Unterschiedliche Reaktionsmodelle zur Simulation schneller Deflagrationen auf der Basis eines pdf-Ansatzes, sowie einfacher Eddy-Break-up und Eddy-Dissipation Modelle werden anhand der gewonnenen Daten validiert. Die Reaktionsmodelle, eingesetzt in 3-dimensionale CFD-Codes dienen der Berechnung turbulenter Deflagrationen unter den Bedingungen einer hypothetischen Wasserstoffreisetzung in einem schweren Reaktorstoerfall. Zwischenergebnisse: Umfangreiche Datenbasis turbulenter Verbrennungsvorgaenge in weit gefaecherten Verbrennungsbereichen (langsame und schnelle turbulente Flammenausbreitung, sowie Detonation). Fixierung der Parameter in EBU und EDD - Verbrennungsmodellen anhand der Daten unterschiedlich skalierter Verbrennungsexperimente. Entwicklung eines exakteren Verbrennungsmodells auf der Basis eines Ddf-Ansatzes fuer den Bereich langsamer bis schneller turbulenter Verbrennung.