Entwicklung optimierter reaktiver Strukturen und Receiver-Reaktor-Geometrien für die solarthermochemische Wasserstofferzeugung, Teilvorhaben: direkter 3D-Druck von Keramiken

Description: Wasserstoff gilt als einer der zentralen Bausteine einer erfolgreichen und globalen Energiewende. Die hohe Verfügbarkeit kostengünstiger regenerativer Energie prädestiniert sonnenreiche Länder für die großskalige, zentrale Produktion von erneuerbarem Wasserstoff für den Weltmarkt. Auch Deutschland wird aller Voraussicht nach in Zukunft auf den Import von regenerativ erzeugtem Wasserstoff aus diesen Regionen angewiesen sein. Solar-thermochemische Prozesse stellen eine vielversprechende Möglichkeit dar, um unter diesen Bedingungen zukünftig großskalig regenerativ und kosteneffizient Wasserstoff zu produzieren. Vor allem im letzten Jahrzehnt hat die Technologie der solar thermochemischen Kreisprozesse deutliche Fortschritte erzielt. Mittlerweile wurde die solar-thermochemische Wasserstofferzeugung im Feld im 50 kW Maßstab bei ca. 5% Wirkungsgrad demonstriert. Durch die Erprobung und Untersuchung der Systeme konnten Bereiche identifiziert werden, die durch Anpassungen weitere, substantielle Effizienzsteigerungen ermöglichen. Basierend auf diesen Erkenntnissen wurde in den letzten Jahren ein neues Receiver-Reaktor-Konzept am DLR entwickelt, welches sich durch ein hohes theoretisches Wirkungsgradpotential und eine vielversprechende technische Umsetzbarkeit auszeichnet. Die technischen Herausforderungen des neuen Konzepts bilden den Rahmen für die Zielsetzungen von Redox3D. Durch die erfolgreiche Bearbeitung dieser Ziele entwickelt das Konsortium Kern-Know-how in den innovativen Bereichen der Strukturoptimierung und des 3D-Drucks reaktiver, keramischer Materialien. Mit Hilfe numerischer Simulationen der neuen Receiver-Reaktor-Technologie werden sowohl Design- als auch Betriebsparameter optimiert. Zentrale Komponenten des Systems werden experimentell erprobt. Redox3D führt somit zu einem maßgeblichen Fortschritt für die Technologie der solar thermochemischen Wasserstofferzeugung.

SupportProgram

Origins: /Bund/UBA/UFORDAT

Tags: Keramik ? Grüner Wasserstoff ? Energiewende ? Wasserstoff ? Erneuerbare Energie ? Wirkungsgrad ? Technischer Fortschritt ? Wasserstoffherstellung ? Weltmarkt ?

Region: Nordrhein-Westfalen

Bounding boxes: 6.76339° .. 6.76339° x 51.21895° .. 51.21895°

License: cc-by-nc-nd/4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)
• WZR ceramic solutions GmbH (Projektverantwortung)

Time ranges: 2023-01-01 - 2025-12-31

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Subproject: direct 3D printing of ceramics
  Description: Hydrogen is considered one of the central building blocks of a successful and global energy transition. The high availability of cost-effective renewable energy predestines sunny countries for the large-scale, centralized production of renewable hydrogen for the world market. In all likelihood, Germany will also be dependent on imports of renewably produced hydrogen from these regions in the future. Solar-thermochemical processes represent a promising possibility for large-scale renewable and cost-efficient hydrogen production under these conditions in the future. Especially in the last decade, the technology of solar thermochemical cycle processes has made significant progress. Meanwhile, solar thermochemical hydrogen production has been demonstrated in the field at 50 kW scale with about 5% efficiency. By testing and investigating the systems, areas have been identified where further substantial efficiency improvements can be achieved through adjustments. Based on these findings, a new receiver-reactor concept has been developed at DLR in recent years, which is characterized by high theoretical efficiency potential and promising technical feasibility. The technical challenges of the new concept form the framework for the objectives of Redox3D. By successfully addressing these objectives, the consortium is developing core expertise in the innovative areas of structural optimization and 3D printing of reactive ceramic materials. Numerical simulations of the new receiver-reactor technology are used to optimize both design and operating parameters. Central components of the system are tested experimentally. Redox3D thus leads to a significant advance for the technology of solar thermochemical hydrogen production. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1126168

Status

Aktiv

Quality score

• Overall: 0.50
• Findability: 0.67

  • Title: 1.00
  • Description: 0.14
  • Identifier: false
  • Keywords: 0.89
  • Spatial: RegionIdentified (1.00)
  • Temporal: true
• Accessibility: 0.67

  • Landing page: Specific (1.00)
  • Direct access: false
  • Publicly accessible: true
• Interoperability: 0.00

  • Open file format: false
  • Media type: false
  • Machine-readable metadata: false
  • Machine-readable data: false
• Reusability: 0.67

  • License: ClearlySpecifiedAndFree (1.00)
  • Contact info: false
  • Publisher info: true

Accessed 1 times.