DE102007039478A1

DE102007039478A1 - Wasserstoffgenerator sowie Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff

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Publication number: DE102007039478A1
Application number: DE102007039478A
Authority: DE
Inventors: Felix Dr. Baitalow; Florian Prof. Dr. Mertens; Robert Szolak; Tom Dr. Smolinka
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2007-08-21
Filing date: 2007-08-21
Publication date: 2009-02-26
Also published as: WO2009024292A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff sowie einen Wasserstoffgenerator, basierend auf einer wasserstoffhaltigen Verbindung und einem Lösungsmittel, bei dem die Wasserstofffreisetzung in einem von der Lagerung/Aufbewahrung räumlich getrennten Reaktor erfolgt, wobei dieser mit einer im Lösungsmittel gelösten wasserstoffhaltigen Verbindung kontinuierlich oder diskontinuierlich versorgt wird. Das Lösungsmittel dient ausschließlich dem Zwecke des Transports der wasserstoffhaltigen Verbindung vom Aufbewahrungsort zum Reaktor und wird während der Wasserstofffreisetzung nicht verbraucht. Somit kann der Wasserstoffgenerator mit einer vergleichsweise geringen Menge an Lösungsmittel betrieben werden, welches im Kreislauf zirkuliert.

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff sowie einen Wasserstoffgenerator basierend auf einer wasserstoffhaltigen Verbindung und einem Lösungsmittel, bei dem die Wasserstofffreisetzung in einem von der Lagerung/Aufbewahrung räumlich getrennten Reaktor erfolgt, wobei dieser mit einer im Lösungsmittel gelösten wasserstoffhaltigen Verbindung kontinuierlich oder diskontinuierlich versorgt wird. Das Lösungsmittel dient ausschließlich dem Zwecke des Transports der wasserstoffhaltigen Verbindung vom Aufbewahrungsort zum Reaktor und wird während der Wasserstofffreisetzung nicht verbraucht. Somit kann der Wasserstoffgenerator mit einer vergleichsweise geringen Menge an Lösungsmittel betrieben werden, welches im Kreislauf zirkuliert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff aus wasserstoffhaltigen Verbindungen bereitzustellen, das leicht durchführbar und wenig wartungsintensiv ist. Ebenso ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine zur Durchführung des Verfahrens gehörige Vorrichtung, nämlich einen Wasserstoffgenerator, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, bezüglich der Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 18 gelöst. Mit Patentanspruch 26 werden Verwendungszwecke des Wasserstoffgenerators genannt. Die abhängigen Ansprüche stellen dabei vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens bzw. der Vorrichtung dar.
Erfindungsgemäß wird somit ein Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff aus wasserstoffhaltigen Verbindungen bereitgestellt, bei dem mindestens eine wasserstoffhaltige Verbindung mittels eines flüssigen Transportmediums aus einem für die wasserstoffhaltige Verbindung vorgesehenen Vorratsbehälter in einen vom Vorratsbehälter räumlich getrennten Reaktor überführt wird und im Reaktor die wasserstoffhaltige Verbindung zu Wasserstoff und weiteren Reaktionsprodukten umgesetzt wird, wobei das flüssige Transportmedium an der Umsetzung im Reaktor nicht reaktiv beteiligt ist und so während der Umsetzung nicht verbraucht wird. Der Vorteil dieser Erfindung gegenüber den bisherigen Systemen liegt in dem Einsatz eines Lösungsmittels, welches die wasserstoffhaltige Verbindung dosiert in den Reaktor transportiert und während der Reaktion nicht verbraucht wird. Dadurch können sehr hohe Speicherdichten erzielt werden und das System kann über die gewählte Durchflussrate leicht geregelt werden.
Vorzugsweise ist dabei das Transportmedium ein Lösungsmittel für die mindestens eine wasserstoffhaltige Verbindung. Insbesondere ist das Transportmedium ein organisches Lösungsmittel, ein borhaltiges Lösungsmittel, ionische Flüssigkeiten und/oder Mischungen hieraus, wobei das organische Lösungsmittel bevorzugt ein Ether mit mindestens einer -CR₂-O-CR₂-Gruppe mit R = H, CH₃, C₂H₅, iso-C₃H₇, C₄H₉, tert-C₄H₉, insbesondere Glyme, Diglym, Triglym oder Tetraglym, oder ein Alkohol mit mindestens einer OH-Gruppe, insbesondere Methanol, Ethanol, n-Propanol oder iso-Propanol ist. Die borhaltigen Lösungsmittel können dabei z. B. eine borhaltige Lewis-Säure, insbesondere B(OCH₃)₃, B(OC₂H₅)₃ oder B[N(CH₃)₂]₃, und/oder ein borhaltiger Säure-Base-Komplex, insbesondere B(OCH₃)₃NH₃, B(OC₂H₅)₃NH₃, BH₃Py oder BH₃N(C₂H₅)₃, sein. Bei den ionischen Flüssigkeiten sind z. B. stickstoffhaltige Ammonium-basierte, Imidazolium-basierte oder Pyridinium-basierte Verbindungen bevorzugt, insbesondere findet als Imidazolium-basierte Verbindung 1-Butyl-3-methylimidazolium-tetrafluoroborat Verwendung.
In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die wasserstoffhaltigen Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus komplexen Hydriden, insbesondere Borhydriden oder Alanaten, oder Addukten hiervon, Metallhydriden und/oder Bor-Stickstoff-Verbindungen, insbesondere Borazan oder substituiertes Borazan. Die wasserstoffhaltige Verbindung kann sich in fester, flüssiger oder pastenartiger Form im Vorratsbehälter befinden. Bevorzugt wird die Konzentration der mindestens einen wasserstoffhaltigen Verbindung in dem flüssigen Transportmedium zwischen 10 bis 90 Gew.-%, bevorzugt zwischen 20 bis 60 Gew.-%, besonders bevor zugt zwischen 30 und 50 Gew.-% eingestellt.
Die Aktivierung der Zersetzungsreaktion erfolgt prinzipiell thermisch, insbesondere bei Temperaturen zwischen 20 und 160°C, bevorzugt zwischen 25 und 110°C, besonders bevorzugt zwischen 70 und 110°C. Ist die Wasserstofffreisetzung ein exothermer Prozess, z. B. Zersetzung von Borazan, ist die Zufuhr der wärme nur während der Startphase erforderlich. Auf Grund der Reaktionswärme hält der Prozess danach selbstständig die Arbeitstemperatur. Die Aktivierung der Zersetzungsreaktion kann z. B. thermisch bei erhöhter Temperatur ohne Katalysator, oder bei tieferen Temperaturen mit Katalysator erfolgen. Natürlich ist es auch denkbar, dass der Katalysator erst bei höheren Temperaturen die Zersetzungsreaktion ermöglicht.
Um die Aktivierungsenergie der Zersetzungsreaktion möglichst zu minimieren, ist es vorteilhaft, wenn die Zersetzung der wasserstoffhaltigen Verbindungen katalytisch aktiviert wird. Dabei können alle aus dem Stand der Technik bekannten Katalysatoren, z. B. homogene oder heterogene Katalysatoren, insbesondere aus der Gruppe der Edelmetalle, eingesetzt werden.
Der Einsatz heterogener Katalysatoren ist bevorzugt, da sie mehrfach verwendbar sind. Katalysatoren werden auf Trägerstrukturen aufgebracht, um eine möglichst große spezifische Reaktionsoberfläche bei minimaler Katalysatormenge zu erzielen, z. B. auf Wabenstrukturen (Monolithen), in Form von Beschichtungen und/oder als Pellets in Schüttungen. Somit wird verhindert, dass v. a. die hochwertigen Edelmetallkatalysatoren im Transportmedium gelöst sind und mit diesem entsorgt werden.
Die Zersetzungsreaktion kann dadurch beschleunigt werden, dass katalytische Mengen Wasser zur Reaktionsmischung zugesetzt werden.
Weiterhin zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass der Druck des entstehenden Wasserstoffs bevorzugt zwischen 1 und 800 bar, besonders bevorzugt zwischen 1 und 30 bar reguliert werden kann. Die Durchflussrate der Lösung wird dabei bevorzugt zwischen 0,1 bis 100 ml/min, besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 50 ml/min eingestellt.
Der Wasserstoffgenerator produziert Wasserstoff vorzugsweise in einem Bereich von 2 Nl/h bis 200 Nl/h (Freisetzsetzungsrate). Bezogen auf den unteren Heizwert von Wasserstoff entspricht das einer Leistung von 6 W bis 600 W. Vorzugsweise kann der Wasserstoffgenerator 16,7 Nl/h bis 84 Nl/h (50 W bis 250 W) Wasserstoff freisetzen.
Erfindungsgemäß wird ebenso ein Wasserstoffgenerator bereitgestellt, umfassend

a) mindestens einen Vorratsbehälter für mindestens eine wasserstoffhaltige Verbindung,
b) mindestens einen Reaktor zur Umsetzung der mindestens einen wasserstoffhaltigen Verbindung zu Wasserstoff und weiteren Reaktionsprodukten sowie
c) mindestens eine Pumpe für den Transport der wasserstoffhaltigen Verbindung in einem flüssigen Transportmedium,
d) wobei die Komponenten a) bis c) zur Gewährleistung eines Stofftransports verbunden sind.

Der Reaktor ist dabei bevorzugt als Durchflussreaktor, Rohrreaktor und/oder Rührkessel ausgebildet.
Zur Abtrennung fester, bei der Reaktion anfallender Produkte ist es von Vorteil, wenn zusätzlich ein Separator zur kontinuierlichen oder portionsweisen Abtrennung dieser Produkte vorhanden ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass zusätzlich ein Behälter zur Sammlung der weiteren Reaktionsprodukte, insbesondere fester Reaktionsprodukte, enthalten ist.
Um einen kontinuierlichen Betrieb zu gewährleisten, ist es weiter vorteilhaft, wenn die Komponenten des Wasserstoffgenerators in einem Kreislaufsystem angeordnet sind.
Besonders effizient ist eine Anordnung der Komponenten des Wasserstoffgenerators in einem Kreislaufsystem. Alternativ dazu ist es jedoch ebenso möglich, dass die Komponenten in einem Einweg-Durchflusssystem angeordnet sind.
Verwendung findet der Wasserstoffgenerator bei der Befüllung von Wasserstoffdruckspeichern und Metallhydridspeichern sowie zur direkten Versorgung von Brennstoffzellen.
Die vorliegende Erfindung wird anhand der nachfolgenden Ausführungen sowie den Figuren näher beschrieben, ohne die Erfindung auf die genannten speziellen Ausführungsformen beschränken zu wollen.
Dabei zeigen
1 die prinzipiellen Komponenten eines Wasserstoffgenerators, wobei die einzelnen Komponenten in einem Kreislauf angeordnet sind,
2 eine detaillierter beschriebene Ausführungsform eines kreislaufförmig ausgebildeten Wasserstoffreaktors mit dazugehöriger Entnahmevorrichtung für den Wasserstoff,
3 eine alternative Ausführungsform des Wasserstoffgenerators, der nach dem Durchlaufprinzip ausgebildet ist.
Das Prinzip der vorliegenden Erfindung beruht darauf, dass:

– in einem Vorratsbehälter 1 die wasserstoffhaltige Verbindung in fester oder auch flüssiger Form bevorratet wird,
– bei Bedarf diese wasserstoffhaltige Verbindung in einem Lösungsmittel zum Transport gelöst wird,
– die Lösung zu einem räumlich getrennten Zersetzungsort (Reaktor 3) transportiert wird,
– die Wasserstofffreisetzung in diesem Reaktor 3 katalytisch oder nicht-katalytisch, unter Umgebungsbedingungen oder thermisch aktiviert erfolgt,
– nach Dehydrierung der Verbindung die Zersetzungsprodukte mit der Restlösung abtransportiert werden,
– die gegebenenfalls auftretenden festen Reaktionsprodukte in einem räumlich getrennten Separator 4 abgeschieden werden
– und das Lösungsmittel bzw. die Restlösung im Kreislauf zirkuliert oder beim Durchlaufprinzip wieder verwendet wird.

Der Reaktor ist ein Durchfluss- oder Rohrreaktor (plug flow) oder auch Rührkessel (mixed flow). Die Wasserstofffreisetzung erfolgt im Reaktor nach folgenden Prinzipien:

– thermische Wasserstofffreisetzung durch Zuführung von Wärme (z. B. durch elektrische Aufheizung oder Nutzung von Abwärme) und damit bei erhöhter Temperatur bis 160°C, besser zwischen Raumtemperatur und 110°C, vorzugsweise zwischen 70°C und 110°C;
– katalytische Wasserstofffreisetzung durch Einsatz heteroger Katalysatoren, z. B. Edelmetalle der Pt-Gruppe (Pt, Pd) oder homogener Katalysatoren bei Temperaturen nahe Raumtemperatur. Die heterogenen Katalysatoren sind vorzugsweise geträgert auf – Wabenstruktur (Monolithe) – beschichtete Rohre, Reaktorwand – Pellets in Schüttungen

Die wasserstoffhaltige Verbindung kann sich in fester, flüssiger oder pastenartiger Form im Vorratsbehälter 1 befinden. Als Verbindung können z. B. komplexe Metallhydride oder auch chemische Hydride eingesetzt werden:

– z. B. ein komplexes Metallhydrid aus der Gruppe der Borhydride [BH₄-] oder der Aluminiumhydride [AIH₄-] mit Metallkationen aus den ersten drei Hauptgruppen, wie z. B. Lit, Mg²⁺, Al³⁺,
– oder Addukte, bestehend aus einem komplexen Metallhydrid und einer wasserstoffhaltigen Base, wie z. B. Mg(BH₄)₂·6NH₃,
– oder chemische Hydride, vorzugsweise aus der Gruppe der Bor-Stickstoffverbindungen. Besonders geeignet sind der Borwasserstoff-Ammoniak-Komplex BH₃NH₃ oder der Borwasserstoff-Methylamin-Komplex BH₃NH₂CH₃,

Als Lösungsmittel kommen organische Lösungsmittel, Wasser oder auch ionische Flüssigkeiten zum Einsatz. Das Lösungsmittel wird zur Minimierung der eingesetzten Menge mehrfach im Kreislauf benutzt. Dies ist möglich, da das Lösungsmittel derart gewählt wird, dass es in die Wasserstofffreisetzung aus der wasserstoffhaltigen Verbindung nicht eingreift und somit beim Reaktorbetrieb nicht verbraucht wird. Insbesondere werden Lösungsmittel verwendet, wie z. B.

– Lösungsmittel mit einer oder mehreren -CR₂-O-CR₂-Gruppen (u. a. mit R = H, CH₃, C₂H₅, C₃H₇, iso-C₃H₇, C₄H₉, tert-C₄H₉), insbesondere die Glyme CH₃(OCH₂CH₂)₂OCH₃ (Diglym), CH₃(OCH₂CH₂)₃OCH₃, (Triglym), CH₃(OCH₂CH₂)₄OCH₃ (Tetraglym),
– borhaltige Lösungsmittel, insbesondere borhaltige Lewis-Säuren, z. B. B(OCH₃)₃, B(OC₂H₅)₃, B[N(CH₃)₂]₃, oder borhaltige Säure-Base-Komplexe, z. B. BH₃Py, BH₃N(C₂H₅)₃, B(OCH₃)₃·NH₃, B(OC₂H₅)₃·NH₃,
– ionische Flüssigkeiten, vorzugsweise aus der Gruppe der stickstoffhaltigen Ammonium-basierten, Imidazolium-basierten oder Pyridinium-basierten Verbindungen, z. B. 1-Butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate [BMIM][BF₄]

Die Reaktionsprodukte fallen in gelöster Form oder als unlöslicher Feststoff an und werden mit dem Lösungsmittel vom Zersetzungsort abtransportiert. Fallen sie in fester Form an, werden sie in einem Seperator 4 von der Restlösung abgetrennt. In flüssiger Form zirkulieren sie mit der Lösung im Kreislauf. Im letzten Fall kann das Lösungsmittel derart gewählt werden, dass die gelösten Reaktionsprodukte die wei tere Wasserstofffreisetzung katalysieren (Autokatalyse).
Der Wasserstoffgenerator 100 kann als umgepumptes System (pump around) oder als Einmalsystem (once-through) realisiert werden.
In 1 sind die prinzipiellen Komponenten des Wasserstoffgenerators 100 gezeigt. Darin befindet sich die wasserstoffhaltige Verbindung, aus der die Wasserstofffreisetzung erfolgt, in einem Vorratsbehälter 1, wobei in der Ausführungsform, wie sie in 1 dargestellt ist, noch ein separater Vorratstank 9 für das jeweilige Lösungsmittel vorhanden ist. Durch die Pumpe 2 wird Umlauf im System garantiert, so dass das Lösungsmittel, das im Behälter 9 bevorratet ist, durch Eintrag in den Vorratsbehälter 1 für die wasserstoffhaltige Verbindung gepumpt wird und die wasserstoffhaltige Verbindung löst. Diese Lösung wird in den Reaktor 3 eingetragen, in den z. B. katalytisch und/oder durch thermische Aktivierung die Wasserstoffgenerierung stattfindet. Zur Abtrennung eventuell anfallender fester Reaktionsprodukte ist noch ein Separator 4, der beispielsweise mechanische Mittel, wie z. B. Siebe oder Filter, enthalten kann, um derartige Feststoffe abzutrennen.
In 2 ist ein umgepumptes System (pump around) dargestellt. Die wasserstoffhaltige Verbindung befindet sich in gelöster flüssiger Form in einem Vorratsbehälter 1, alternativ wird die wasserstoffhaltige Verbindung in pastöser oder fester Form bevorratet und im Betrieb bedarfsweise im Lösungsmittel gelöst. Mit Hilfe der Pumpe 2 wird die Lösung in den Reaktor 3 transportiert, in dem der Wasserstoff freigesetzt wird. Die festen oder gelösten Reaktionsprodukte wer den mit Hilfe der Pumpe aus dem Reaktor entfernt. Feste Produkte werden in einem weiteren Behälter 4 aufgefangen. In das System kann zusätzlich nach dem Reaktor 3 ein Wärmeüberträger integriert werden. Damit wird die Abwärme des Produktes genutzt, um den Eingangsstoff vorzuwärmen. Zudem kann das Ausfällen der festen Reaktionsprodukte erleichtert werden.
Das Lösungsmittel wird mehrmals im Kreislauf umgepumpt, wodurch sich die eingesetzte Menge minimieren lässt. Dies ist möglich, da das Lösungsmittel derart gewählt wird, dass es in die Wasserstofffreisetzung aus der wasserstoffhaltigen Verbindung nicht eingreift und somit beim Reaktorbetrieb nicht verbraucht wird. Die flüssigen Reaktionsprodukte zirkulieren in der Lösung im Kreislauf. In diesem Fall kann das Lösungsmittel derart gewählt werden, dass die gelösten Reaktionsprodukte die weitere Wasserstofffreisetzung katalysieren (Autokatalyse). Um den generierten Wasserstoff noch zu reinigen, ist im Anschluss an den Reaktor ein Filter 5 vorhanden, der beispielsweise vom Wasserstoffstrom mitgeschleppte Feststoffpartikel bzw. Tröpfchen abtrennt. Zur Druckregulierung ist im Anschluss an den Filter 5 ein Ventil 6 vorhanden, das beispielsweise auch durch Rückkopplung über eine Steuerung 7, z. B. einen Computer, zur Regulierung des Drucks in der Leitung 8 gesteuert werden kann. Je nach Bedarf des benötigten Drucks, der beispielsweise zwischen 10 und 800 bar liegen kann, muss das Ventil 6 als Hoch- bzw. Niedrigdruckventil ausgestaltet sein.
In 3 ist der Wasserstoffgenerator als Einmalsystem realisiert (once-through). Hier wird die Lösung nicht wiederholt umgepumpt, sondern vom Vorratsbehälter 1, der die wasserstoffhaltige Verbindung so wie das Lösungsmittel gleichzeitig enthält, nur einmal durch den Reaktor 3 in den Auffangbehälter 10 transportiert. Wie in 2 ist hier ebenso ein System zur Reinigung bzw. Druckregulierung des entstehenden Wasserstoffs vorhanden.

Claims

Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff aus wasserstoffhaltigen Verbindungen, bei dem mindestens eine wasserstoffhaltige Verbindung mittels eines flüssigen Transportmediums aus einem für die wasserstoffhaltige Verbindung vorgesehenen Vorratsbehälter (1) in einen vom Vorratsbehälter (1) räumlich getrennten Reaktor (3) überführt wird und im Reaktor (3) die wasserstoffhaltige Verbindung zu Wasserstoff und weiteren Reaktionsprodukten umgesetzt wird, wobei das flüssige Transportmedium an der Umsetzung im Reaktor (3) nicht reaktiv beteiligt ist und so während der Umsetzung nicht verbraucht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmedium ein Lösungsmittel für die mindestens eine wasserstoffhaltige Verbindung ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportmedium ein organisches Lösungsmittel, ein borhaltiges Lösungsmittel, eine ionische Flüssigkeit und/oder Mischungen hieraus ist.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das organische Lösungsmittel ein Ether mit mindestens einer -CR₂-O-CR₂-Gruppe mit R = H, CH₃, C₂H₅, iso-C₃H₇, C₄H₉, tert-C₄H₉, insbesondere Glyme, Diglym, Triglym oder Tetraglym, oder ein Alkohol mit mindestens einer OH-Gruppe, insbesondere Methanol, Ethanol, n-Propanol oder iso-Propanol ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das borhaltige Lösungsmittel eine borhaltige Lewis-Säure, insbesondere B(OCH₃)₃, B(OC₂H₅)₃ oder B[N(CH₃)₂]₃, und/oder ein borhaltiger Säure-Base-Komplex, insbesondere B(OCH₃)₃NH₃, B(OC₂H₅)₃NH₃, BH₃Py oder BH₃N(C₂H₅)₃, ist.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ionische Flüssigkeit ausgewählt ist aus der Gruppe der stickstoffhaltigen Ammonium-basierten, Imidazolium-basierten oder Pyridinium-basierten Verbindungen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass als Imidazolium-basierte Verbindung 1-Butyl-3-methylimidazolium-tetrafluoroborat eingesetzt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine wasserstoffhaltige Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus komplexen Hydriden, insbesondere Borhydriden oder Alanaten, oder Addukten hiervon, Metallhydriden und/oder Bor-Stickstoff-Verbindungen, insbesondere Borazan oder substituiertes Borazan.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Konzentration der mindestens einen wasserstoffhaltigen Verbin dung in dem flüssigen Transportmedium zwischen 10 bis 90 Gew.-%, bevorzugt zwischen 20 bis 60 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 30 und 50 Gew.-% liegt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zersetzung der wasserstoffhaltigen Verbindungen katalytisch aktiviert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass homogene oder heterogene Katalysatoren, insbesondere aus der Gruppe der Edelmetalle, eingesetzt werden.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Katalysatoren auf Trägerstrukturen aufgebracht sind, z. B. auf Wabenstrukturen (Monolithen), in Form von Beschichtungen und/oder als Pellets in Schüttungen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zersetzung der wasserstoffhaltigen Verbindungen thermisch aktiviert wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die thermische Aktivierung bei Temperaturen zwischen 20 und 160°C, bevorzugt zwischen 25 und 110°C, besonders bevorzugt zwischen 70 und 110°C erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstofffreisetzung durch Zugabe katalytischer Mengen Wasser beschleunigt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck des entstehenden Wasserstoffs zwischen 1 und 800 bar, bevorzugt zwischen 1 und 30 bar reguliert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchflussrate der Lösung zwischen 0,1 bis 100 ml/min, bevorzugt zwischen 0,5 und 50 ml/min eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Freisetzungsrate für Wasserstoff im Bereich von 2 bis 200 Nl/h, insbesondere im Bereich von 16 bis 84 Nl/h liegt.
Wasserstoffgenerator (100) umfassend a) mindestens einen Vorratsbehälter (1) für mindestens eine wasserstoffhaltige Verbindung, b) mindestens einen Reaktor (3) zur Umsetzung der mindestens einen wasserstoffhaltigen Verbindung zu Wasserstoff und weiteren Reaktionsprodukten sowie c) mindestens eine Pumpe (2) für den Transport der wasserstoffhaltigen Verbindung in einem flüssigen Transportmedium, wobei die Komponenten a) bis c) zur Gewährleistung eines Stofftransports verbunden sind.
Wasserstoffgenerator (100) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Reaktor (3) ein Durchflussreaktor, ein Rohrreaktor und/oder ein Rührkessel ist.
Wasserstoffgenerator (100) nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Separator (4) zur Abtrennung fester Reaktionsprodukte enthalten ist.
Wasserstoffgenerator (100) nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reaktor (3) ein Filter (5) zur Reinigung des Wasserstoffs nachgeschaltet ist.
Wasserstoffgenerator (100) nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein Behälter (10) zur Sammlung der weiteren Reaktionsprodukte, insbesondere fester Reaktionsprodukte, enthalten ist.
Wasserstoffgenerator (100) nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten des Wasserstoffgenerators in einem Kreislaufsystem angeordnet sind.
Wasserstoffgenerator (100) nach einem der Ansprüche 19 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponenten des Wasserstoffgenerators in einem Einweg-Durchflusssystem angeordnet sind.
Wasserstoffgenerator (100) nach einem der Ansprüche 19 bis 25 zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 17.
Verwendung des Wasserstoffgenerators (100) nach einem der Ansprüche 19 bis 26 zum Befüllen von Wasserstoffdruckspeichern und Metallhydridspeichern und zur direkten Versorgung von Brennstoffzellen.