Kryo-Wasserstoffspeicher für die Mobilität: von der Station bis zum Rad; Über den Einfluss des Betriebsdrucks des Antriebsstrangs auf die nutzbare Kapazität

Autoren

J. Hergott, Forvia, Bavans; Dr. G. Petitpas, Air Liquide, Les Loges en Josas:

Jahr

2023

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Die kryogene Wasserstoffspeicherung an Bord ist eine großartige Lösung für sichere, emissionsfreie Hochleistungsanwendungen mit großer Reichweite. Sie ermöglicht große Speicherkapazitäten an Bord sowie eine kostengünstige und schnelle Betankung. Es werden verschiedene kryogene speicherlösungen untersucht, wie z. B. flüssiger Wasserstoff mit niedrigem Druck (< 10 bar) (LH2), unterkühlter flüssiger Wasserstoff (sLH2) und kryogener komprimierter Wasserstoff (CcH2). Obwohl sich die Lösungen ähneln, unterscheiden sie sich in der Haltezeit bis zum Boil-Off, den Betriebsbedingungen, der effektiven Kapazitäten und der Betankungsarchitektur, die eine Überlegung wert sind. Dieses Papier untersucht den Einfluss des erforderlichen Versorgungsdrucks für den Antriebsstrangs (z. B. Brennstoffzelle oder Verbrennungsmotor) auf den nutzbaren Kraftstoff für sLH2- und CcH2-Speichersysteme unter der Annahme eines 6-bar- oder 30- bar- Versorgungsdrucks bei maximalem Massenstrom, für eine Brennstoffzelle oder einen Verbrennungsmotor. Es wird gezeigt, dass aufgrund steigender Temperaturen bei niedrigen H2-Dichten (unter etwa 10 g/L) eine große Wärmeenergiemenge in der Behälterwand gespeichert werden kann, was zu einer geringeren maximalen Kapazitätsaufnahme während der anschließenden Betankung führt; wodurch die nutzbare H2-Menge für das Fahrzeug verringert wird. Zusammenhänge zwischen dem Füllstand vor dem Tanken und der nutzbaren H2-Kapazität werden aufgezeigt. Beispielsweise kann durch eine Reduzierung des minimalen Betriebsdrucks im Kryobehälter von 30 auf 6 bar bis zu 50 % mehr H2-Aufnahmekapazität erreicht werden.

ISBN

978-3-9504969-2-5