Eine Gruppe von Studenten aus Da Nang nutzte Metallhydridmaterialien und Heiztechniken, um den Wasserstofflade- und -entladevorgang durchzuführen und entwickelte so ein Gerät, das mehr als 20 g gasförmigen Wasserstoff speichern kann.
Die Forschungsarbeiten wurden von Vo Du Dinh, Le Anh Van, Lam Dao Nhon, Nguyen Hung Tam und Mai Duc Hung vom Institut für Fahrzeugmechanik der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Da Nang ab Oktober 2023 durchgeführt. Das Produkt zielt auf eine Technologie zur Speicherung von Feststoffwasserstoff ab, die in Energiemanagementsystemen und im Bereich des umweltfreundlichen Transports Anwendung findet.
Das Produkt besteht aus zwei Hauptkomponenten: einem Wasserstofftank mit zugehörigen Bauteilen und einem intelligenten Steuerungssystem. Das Funktionsprinzip des Tanks basiert auf der Reaktion von Magnesiummetall im Tank mit Wasserstoff zu Magnesiumhydrid (MgH₂). Bei einer Temperatur von 250–350 °C erfolgt die Wasserstoffbeladung unter einem Druck von über 1 bar. Sinkt der Druck unter 1 bar, wird der Wasserstoff wieder freigesetzt.
Ein intelligentes System mit Mikrocontrollern und Sensoren überwacht und regelt Temperatur und Druck. Dadurch wird ein effizienter und sicherer Betrieb des Systems während des Phasenübergangs der Wasserstoffspeicherverbindung gewährleistet.
Laut Teamleiter Vo Du Dinh gibt es derzeit drei Wasserstoffspeichertechnologien: komprimiertes Gas, verflüssigtes Gas und Feststoff. Als komprimiertes Gas wird Wasserstoff in Hochdrucktanks mit einem Druck von 350 bis 700 bar (5.000–10.000 psi) gespeichert. Als Flüssigwasserstoff wird er auf -253 °C abgekühlt, um ihn zu verflüssigen, und anschließend in isolierten Tanks gelagert. Als Feststoff wird Wasserstoff in Metallhydridverbindungen oder anderen absorbierenden Materialien wie metallorganischen Gerüsten (MOFs), Kohlenstoffnanoröhren usw. gespeichert.
Laut Dinh hat jede Lagermethode unterschiedliche Vor- und Nachteile. Die Wahl der Technologie hängt daher vom Verwendungszweck ab, beispielsweise Transport, stationäre Lagerung oder mobile Anwendungen, wobei Kosten, Leistung und Sicherheitsfaktoren berücksichtigt werden.
Das Bewertungsteam erklärte, die Herausforderungen bei der Wasserstoffspeicherung erforderten komplexe und kostenintensive Technologien, um Sicherheit und Effizienz zu gewährleisten. Fehlende Infrastruktur und geringe Wirtschaftlichkeit stellten wesentliche Hindernisse für die breite Anwendung von Wasserstoff als saubere Energiequelle dar.
Im Rahmen ihrer Forschung wollte das Team ein Gerät zur Speicherung von Wasserstoff in fester Form entwickeln, da diese Technologie sicher ist und ein geringeres Explosionsrisiko birgt. Sie ermöglicht eine einfachere Speicherung, da im Gegensatz zur Speicherung von Gas oder Flüssiggas keine extrem hohen Drücke oder extrem niedrigen Temperaturen erforderlich sind.
Theoretisch kann das Produkt der Gruppe Stoffe speichern und nach der Reaktion maximal 20,74 g gasförmigen Wasserstoff erzeugen. Laut Dinh handelt es sich dabei aufgrund begrenzter Forschungseinrichtungen und fehlender Spezialausrüstung um einen Schätzwert, weshalb die tatsächliche Masse noch nicht bestimmt wurde.
Die Gruppe entwickelt Spezialtanks gemäß den vietnamesischen Normen und Vorschriften für Druckbehälter. Bei unerwarteten Problemen während des Betriebs schaltet das indirekte Heizsystem alle Wärmequellen ab und kehrt in den Normalzustand zurück, um die Sicherheit zu gewährleisten.
Dr. Bui Van Hung, Dozent an der Fakultät für Maschinenbau der Technischen Universität Da Nang, stellte fest, dass sich die Forschung der Gruppe noch im Stadium der Suche nach geeigneten Speichermaterialien befindet, die Wasserstoff absorbieren und freisetzen können. Die Gruppe entwickelte außerdem ein Simulationsmodell, das die Speichermöglichkeiten und -bedingungen für diesen Brennstoff abbildet.
Er schätzte, dass die Wasserstoffmenge im Produkt der Gruppe, etwa 20 g bzw. 0,66 kWh, recht gering ist. Dieser Energiegehalt eignet sich zwar für kleine Geräte oder Experimente, reicht aber nicht aus, um Fahrzeuge wie Autos oder Industrieanlagen über längere Zeit zu betreiben.
Um die Speicherkapazität für Wasserstoff zu erhöhen, schlug Dr. Hung vor, dass das Team Legierungen oder Materialien finden sollte, die mehr Wasserstoff aufnehmen können, ohne ihre Masse wesentlich zu erhöhen. Allerdings benötigen einige Materialien mit hoher Wasserstoffspeicherdichte Bedingungen und Umgebungen, die den Phasenübergang zwischen Laden und Entladen erschweren. Er erklärte, dass das Team basierend auf diesen Forschungsergebnissen in naher Zukunft weitere Tests an Materialien durchführen müsse, bei denen der Phasenübergang schwierig ist.
Laut dem Ministerium für geistiges Eigentum und Innovation
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