20:32 23 November 2020
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    Forscher der russischen Nationalen Universität für Nuklearforschung MEPhI haben eine experimentelle Anlage zur Entwicklung von maximal sicheren und effizienten Festkörperspeichern für Wasserstoff gebaut. Das einzigartige System könnte zur Verbesserung der Technologie zur Herstellung solcher Speicher beitragen, teilte der MEPhI-Pressedienst mit.

    Der Wasserstoff, bei dem es sich den MEPhI-Experten zufolge um einen praktisch unerschöpflichen Energieträger handelt, ist eines der Fundamente der alternativen Energetik. Bei seiner Lagerung gelten Festkörperspeicher als besonders sicher. Darin wird der Wasserstoff nicht als explosives Gas, sondern als Feststoff, und zwar als Metallhydrid, gespeichert.

    In den meisten modernen Festkörperspeichern werden Brechfeinpulver verwendet, aber die MEPhI-Forscher setzen auf eine Lösung, die nach ihrer Auffassung noch bessere Aussichten hat: auf Streamer-Bänder, die aus enorm dünnen Metallfolien bestehen. Zur Erforschung dieser Stoffe bzw. zwecks Entwicklung der entsprechenden Produktionstechnologie haben sie eine einmalige elektrophysische Multifunktionsanlage entwickelt, wie es sie sonst nirgendwo in der Welt gibt.

    „Festkörperspeicher generell und insbesondere Streamer machen eine neue Richtung aus, die intensiv entwickelt wird. Unsere Anlage ermöglicht es, das Verhalten des Wasserstoffs in Metallfolien allseitig zu erforschen, insbesondere seine Fähigkeit zur Thermodesorption“, sagte Professor Alexander Pissarew vom LaPlas-Institut bei der MEPhI. Nach seinen Worten könnten dabei auch „Folien aus verschiedenen Bestandselementen und dementsprechend die Abhängigkeit ihrer Eigenschaften von den Parametern des Produktionsprozesses“ analysiert werden. „Im Unterschied zu anderen ähnlichen Systemen macht unser System es möglich, alle Produktionsbedingungen vollständig zu kontrollieren, so dass optimale Stoffe und Bearbeitungsverfahren herausgefunden werden können.“

    Die Wasserstoffaussonderung innerhalb des Speichers erfolgt durch Thermodesorption, also durch Erhitzung des Hydrids. Im Unterschied zum Metallpulver, das eine geringe Wärmeleitfähigkeit hat, lässt sich die dünne Metallfolie den Forschern zufolge mittels Stromdurchleitung erhitzen. Das macht Streamer viel handhabbarer als Pulverspeicher und erhöht den Nutzwert des Wasserstoffgenerators.

    Im Rahmen der meisten Methoden sind die Folienproduktion und deren „Aufladung“ mit Wasserstoff zwei verschiedene Phasen des Produktionsprozesses, erläuterten die MEPhI-Experten. Die neue Anlage soll ihnen zufolge helfen, die Möglichkeiten zu gleichzeitiger Metall- und Gasfällung zu erforschen. Dadurch könnten im Rahmen der Produktion viele Ressourcen und auch Zeit gespart werden.

    „Üblicherweise werden zunächst Folien auf eine Basisplatte aufgetragen und dann bei Hochdruck mit dem Wasserstoff angereichert“, so Professor Pissarew. „Unseres Erachtens könnte man mit Wasserstoff angereicherte Folien durch Besprühen eines wasserstoffaktiven Metalls in der Wasserstoffatmosphäre herstellen, so dass gleich ein Produkt entstünde, das zum Einbau in die Brennstoffkassette bereit wäre. Unsere Anlage kann helfen, diese und auch andere Fragen bei der Erforschung von Wasserstoff-Streamern zu regeln.“

    An den Forschungen nehmen unter anderem Studenten und junge Fachkräfte der MEPhI intensiv teil.

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    Tags:
    Wasserstoff, Nationale Universität für Nuklearforschung (MEPhi)