Wasserspaltung Fe3O4 – Solarthermische Spaltung von Wasser mit Hilfe von Eisenoxiden und Analyse des Hochtemperaturprozesses im Fokus eines Parabolspiegels

Geplant ist die Durchführung eines mittelfristigen Projekts über die Erzeugung von solarem Wasser-stoff mit Hilfe thermodynamischer Kreisprozesse unter Verwendung von Eisenoxiden: Fe3O4  3 FeO + ½ O2, T > 2200 °C (a) 3 FeO + H2O  Fe3O4 + H2, T = 400 °C (b) Die besondere Herausforderung ist der Hochtemperaturprozess: Da es nun mal keine Materialien gibt, die so hohe Temperaturen aushalten, muss man sich neue Konzepte überlegen. Das im vor-liegenden Projekt angestrebte Konzept ist die Verwendung von hinreichend klei-nen Fe3O4-Teilchen, die man durch den Fokus eines Solarspiegels rieseln lässt. Die Größe des Fokus und die Größe der Teilchen müssen derart aufeinander abgestimmt sein, dass die Reaktion (a) mit genügend großem Wirkungsgrad stattfindet. Die herunterfallenden Teilchen verlieren sodann einen Teil der Wärme infolge der Abstrahlung. Diese Energie kann prinzipiell mittels thermoelektrischer (oder anderer) Systeme mit einem gewissen Wirkungsgrad in arbeitsfähige Energie umgewandelt werden. In der weiteren Folge fallen die Teil-chen in einen thermisch isolierten Behälter hinein, der einen thermischen Energiespeicher darstellt (T  1000°C). Mittels einer Kühlschlange, durch die flüssiges Natrium läuft, kann bei Bedarf Prozesswärme entnommen werden. Sobald der Inhalt des Speichers auf eine mittlere Temperatur abgekühlt ist, kann Reaktion (b) erfolgen und man kann Wasserstoff entnehmen. Die vorgeschlagene Methode ist somit auch ein Energiespeichersystem. Erste Ergebnisse dieser Arbeit werden anlässlich der Tagung „Solar2008“ in Gleisdorf präsentiert (3.-5. September 08). Bis dahin ist auch die Veröffentlichung eines Patents geplant. Bis zum Einreichtermin bei der Schiedel-Stiftung (1. September) sollen zur Projektdurchführung genügend viele Informationen gesammelt sein, sodass eine optimale Planung erfolgen kann.