Bronkhorst
Applikationsbericht

Wasserstoffspeicherung in flüssigen organischen Wasserstoffträgern (LOHC)

Immer dann, wenn eine gewisse Zeitspanne zwischen der Herstellung von Wasserstoff und seiner Verwendung liegt, muss der Wasserstoff an einem bestimmten Ort, vorzugsweise in der Nähe des Verwendungsortes, gespeichert werden. Einige deutsche Unternehmen und Forschungsinstitute erforschen eine neue Art der Wasserstoffspeicherung: in synthetischen, aromastoffhaltigen Wärmeträgerölen, die normalerweise in Bäckereianlagen und anderen Hochtemperaturanwendungen eingesetzt werden. Hier wirkt das Wärmeträgeröl als flüssiger organischer Wasserstoffträger, LOHC.

Der Wasserstoff wird über eine katalytische Reaktion im Inneren der Flüssigwasserstoffträger gespeichert. Die Flüssigkeit hat nun eine niedrige Viskosität und sieht aus wie Wasser. Nach der Hydrierung hat sich die Viskosität erhöht, und die Flüssigkeit sieht aus wie Honig.

Nach der Beladung mit Wasserstoff ist LOHC schwer entflammbar. Dies macht ihn zu einem sicheren Transportmedium für Wasserstoff zum Einsatzort, wo der Wasserstoff aus der Trägerflüssigkeit entladen werden kann.
 

Unsere Lösung
LOHC - Wasserstoffspeicherung

Der geladene LOHC kann bei normalen Umgebungsbedingungen gelagert werden, was (ein weiterer) Vorteil gegenüber gasförmigem Wasserstoff ist. Die Beladung/Entladung ist ein reversibler Prozess; die Hydrierung (Beladung) erfordert höhere Drücke, ist exotherm und setzt daher Energie frei, während die Dehydrierung (Entladung) ein endothermer Prozess ist, der Energie und daher höhere Temperaturen erfordert - beides katalysatorgetrieben.

Unser Vertriebspartner Wagner Mess- und Regeltechnik unterstützt die deutschen Partner bei ihrer Forschung und Entwicklung.

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Anwendungsanforderungen

Die verschiedenen Unternehmen untersuchen, bei welchem Druck die Reaktion beim Be- und Entladen am besten funktioniert. Zu diesem Zweck müssen dem Reaktor genaue Durchflüsse von LOHC und Wasserstoff zugeführt werden. Der knifflige Teil ist hier die Änderung der Viskosität des LOHC vor und nach der katalytischen Reaktion. Die Massendurchflussmessgeräte müssen mit diesen Viskositätsänderungen zurechtkommen.

Wichtige Aspekte

  • Fähigkeit, viscose Flüssigkeiten zu dosieren und zu pumpen
  • Genauigkeit
  • Massendurchflussmessgeräte müssen in der Lage sein, mit Viskositätsänderungen umzugehen


Prozesslösung

In einem Setup wird das LOHC bis zum Erreichen des richtigen Viskositätsbereichs aufgeheizt und durch eine Wadose HPLC-Pumpe mit Heizelement auf ein höheres Druckniveau gebracht. Hier wird ein Hochtemperatur-Coriolis-Durchflussmesser mit geeigneter Elektronik und einem Regelventil zur Dosierung des LOHC in den Reaktorbehälter eingesetzt.

In einem anderen Aufbau funktioniert die Dosierung des LOHC bei höheren Viskositäten auch sehr gut mit HNP-Pumpen in Kombination mit den Coriolis-Massendurchflussmessern. Hier muss das Medium nicht sehr stark aufgeheizt werden, da die Pumpe sehr gut mit hohen Viskositäten zurechtkommt.
 

LOHC Wasserstoffspeicherung Durchflussschema
Durchflussschema: Wasserstoffspeicherung im tank zum Transport (Beladung)

Von dem Wasserstoff, der dem LOHC-Prozess zugeführt wird, wird nur der Durchfluss gemessen. Dieser Wasserstoff (der in einer vorhergehenden Stufe den Elektrolyseur verlässt, bevor er in den Reaktorbehälter gelangt) ist druckgesteuert.

Für diese Anwendung werden mehrere Instrumente von Bronkhorst für verschiedene Aspekte des Prozesses eingesetzt:

  • Zum unter Druck setzen
  • Zum Pumpen
  • Zum Messen und Regeln von Medien
  • Zum Aufzeigen der Mediendichte
  • Zum Messen relevanter Temperaturen


Die Kombination dieser Geräte macht es zu einer hochfunktionalen Lösung.

LOHC Wasserstoffspeicherung Durchflussschema
Durchflussschema: LOHC nach dem Transport (Entladung von Wasserstoff)


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