Thermochemische Energiespeicherung in Feststoffen bei erhöhtem Druck

Ausgangssituation und Motivation: Thermochemische Energiespeicherung (TCS) ist ein Konzept, das für thermische Energie-speicherung interessante Möglichkeiten, wie

• hohe Speicherdichte,
• verlustfreie Lagerung und
• einfachen Transport bietet.

Aktuell befindet sich die Forschung dazu noch im Grundlagenstadium, wenn man die Definition auf reversible, chemische Reaktionen beschränkt. Die Problematik bei der Entwicklung geeigneter Stoffpaare liegt in der Klärung mehrerer technischer Fragen, wie das Erreichen geeigneter reaktionskinetischer Eigenschaften, entsprechende Zyklenstabilität, sowie das Finden von für Reaktion und Handling geeigneter Korngrößen. Die Motivation für die Durchführung des Forschungsprojektes liegt in den Vorteilen, welche höhere Betriebsdrücke bieten, wie z. B.:

• Einfluss auf den Phasenzustand der Reaktionspartner (z. B. flüssig statt gasförmig)
• Beeinflussung des reaktionskinetischen Verhaltens
• Verwendung bisher wenig betrachteter Reaktionssysteme, wie z. B. MgO-CO2 (letzteres unter- wie auch überkritisch)

Ziele und Innovationsgehalt gegenüber dem Stand der Technik / Stand des Wissens: In der Literatur sind nur wenig bis keine Informationen über den Einfluss des Umgebungs-drucks auf Dehydratisierung / Hydratisierung, Dekarbonatisierung / Karbonatisierung vorhanden. Basierend auf den Erkenntnissen aus dem Projekt SolidHeatBasic und dem nun startenden Projekt SolidHeatKinetics werden mit Hilfe der seitens der TU Wien beschafften Druck-TGA die Untersuchungen auf Systeme mit erhöhtem Druck ausgeweitet. Nach dem Informationsstand der Antragsteller ist die Druck-TGA eine der wenigen in Europa verfügbaren Geräte, womit sich eine einzigartige Möglichkeit bietet, Spitzenforschung im Bereich der TCS weiter zu entwickeln.

Angestrebte Ergebnisse und Erkenntnisse: Die angestrebten Ergebnisse sollen:

• Stoffpaare identifizieren, welche für die TCS-Anwendung unter höherem Druck besonders gut geeignet sind
• Die Reaktionskinetik von TCS-Druckreaktionen identifizieren
• Einblick in neue Reaktionssysteme gewähren, z. B. Verwendung von sCO2 zur Karbonatisierung, wodurch völlig neue Wege der thermochemischen Energiespeicherung (z. B. in Kombination mit ETES-Systemen) eröffnet werden.

Aus den gewonnenen Ergebnissen resultieren Erkenntnisse, die für das Verständnis von reaktionskinetischen Zusammenhängen beim Ablauf von Reaktionen unter erhöhtem Druck besonders interessant sind.