熱駆動型金属水素化物ベースの水素圧縮機の評価

KELLY Nelson A.; GIRDWOOD Robert; GIRDWOOD Robert

文献

J-GLOBAL ID：201202284899016462 整理番号：12A0931818

熱駆動型金属水素化物ベースの水素圧縮機の評価

Evaluation of a thermally-driven metal-hydride-based hydrogen compressor

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巻： 37 号： 14 ページ： 10898-10916 発行年： 2012年07月
JST資料番号： B0192B ISSN： 0360-3199 資料種別：逐次刊行物 (A)
記事区分：原著論文発行国：イギリス (GBR) 言語：英語 (EN)

現在,燃料電池電気自動車に乗って使用する水素貯蔵法は,70MPaまでの圧力を利用している。このような高い圧力を達する高圧ガスを達成するために加熱し,続いて機械的なガス圧縮または水素液化を必要とし,これらのプロセスは,コストに追加し,水素燃料供給システムのエネルギー効率を減らす。電解圧縮は,新規で高圧水素を生成するためにエネルギー効率の高い方法であるが,それは現時点ではいくつかの制限があり,多くの開発作業が必要であろう。他の概念は,水素ガスを吸収し,水素を圧縮するために脱着された循環プロセスを駆動するために,熱エンジン(ホットとコールドリザーバー)と組み合わせて,金属水素化物を形成する水素吸蔵合金を使用することである。また,熱駆動型コンプレッサーを使用して,ホットとコールドリザーバーは,冷却のための周囲の空気や水と一緒に加熱するための日光のような再生可能エネルギーを使用して取得できる。本稿では,中国の研究グループによって我々の構築されたプロトタイプの金属水素化物の水素圧縮機(MHHC)の熱力学と反応速度を評価した。圧縮機を約300Kの初期温度で400Kの最終温度との間で動作し,約14MPaの水素の入力圧力を利用し,そして,約41MPaの圧力が達成した。単段圧縮の平均圧縮率は約3であった。初期圧縮サイクルでは,水素の最大300グラムを各100Kの温度サイクルで圧縮した。金属-合金-水素吸収反応のエンタルピーは,3つの温度での圧力組成等温線を測定し,ファントホッフプロットを使用して決定され,モルH₂当たり約20.5KJであることが判明した。1つの完全なサイクルで追加および削除された熱エネルギーで分離した実行圧縮仕事価値によって測定され,圧縮機の熱力学的効率を第1および第2法則の分析で決定した。カルノー効率は約25%であり,第一法則効率は,約3-5%であり,第二法則効率は,圧縮仕事値を代入し,他の仮定と同様にするために使用する理想的な圧縮サイクルに応じて,約12から20%であった。これらの効率は,他の熱駆動コンプレッサ用の報告値に匹敵する。Copyright 2012 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.

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燃料電池 , その他の金属組織学

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