Welche Möglichkeiten gibt es, Wasserstoff für den Elektroantrieb ohne einen schweren Druckbehälter zu speichern?

Dieser Kommentar weist darauf hin, dass alle Vorteile der Verwendung von ionisiertem atomarem Wasserstoff mit geringer Masse (dh Protonen) für den elektrischen Antrieb bei einer festen Beschleunigungsspannung und viel elektrischer Leistung durch einen enormen Massennachteil aufgrund der Notwendigkeit eines Drucks zunichte gemacht würden Schiff.

Gibt es Möglichkeiten, Wasserstoff zu speichern und mit den niedrigen Zufuhrraten verfügbar zu machen, die für ein plasmabasiertes Triebwerk erforderlich sind, das keinen so schweren Druckbehälter benötigt, vielleicht eine Art Wasserstoffgenerator ?

Nehmen wir an, Elektrizität ist nicht der begrenzende Faktor. Ich frage nur nach der Speicherung von Wasserstoff ohne schwere Druckbehälter und der Bereitstellung in einer Rate, die für ein Triebwerk für Multi-U-Cubesat erforderlich ist.

Wenn genügend Strom vorhanden ist, wie wäre es mit einem Kühlschrank – speichern Sie ihn als LH2? Alles andere wird erhebliche Masse verschlingen.
@LorenPechtel "Ich frage nur nach der Speicherung von Wasserstoff ohne schweren Druckbehälter und der Bereitstellung mit einer Rate, die für ein Triebwerk für Multi-U-Cubesat erforderlich ist." Solange die Masse nicht größer als die eines Druckbehälters ist, ist es für die Zwecke dieser Frage in Ordnung! Machen Sie weiter und posten Sie eine kühlschrankbasierte Antwort, wenn Sie möchten. Sie können sie im Schatten hinter einem Schatten aufbewahren, wenn Sie möchten.
Es gibt einen langen Artikel in Wikipedia über Wasserstoffspeicherung
@Uwe es muss im Weltraum funktionieren und in einen Cubesat passen, nicht in ein Auto; welche sehen für dich am vielversprechendsten aus?
Wenn wir eine chemische Speichermethode verwenden, benötigen wir ein Material, das mit Wasserstoff reagiert. Aber alle möglichen Reaktanten sind viel schwerer als der gebundene Wasserstoff. Wasserstoff ist das Element mit der geringsten Masse und das nächstfolgende Helium kann sich nicht an Wasserstoff binden. Das nächste Element Lithium ist etwa 7 mal so schwer wie Wasserstoff. Wir ersetzen den schweren Druckbehälter durch eine schwere chemische Verbindung.
@Uwe also "stimmst" du dann für LiH (siehe Kommentare unter Antwort(en))? Ich verstehe deinen Punkt nicht wirklich.

Antworten (1)

Dies mag seltsam erscheinen, aber bestimmte Verbindungen haben eine größere Wasserstoffdichte als flüssiger Wasserstoff und können daher möglicherweise mehr Wasserstoff pro Volumeneinheit packen als die Flüssigkeit. Flüssiger Wasserstoff wiegt 70,8 kg pro Kubikmeter , während der Wasserstoffgehalt von Magnesiumhydrid (einem von vielen Materialien, die für diesen Zweck bewertet werden) beispielsweise etwa 111 kg pro Kubikmeter (dh 7,66 % Wasserstoff insgesamt) beträgt Dichte von 1450 kg pro Kubikmeter, beide aus dem eben zitierten Wikipedia-Artikel). So kommen Metallhydride oder ähnliche Medien in Betracht, um den Wasserstoff in kompakte Form zu bringen.

Eine umfassendere Übersicht erhalten Sie, indem Sie einfach bei Google nach „Wasserstoffspeicherung“ suchen.

Für Situationen, in denen Sie nur einen sehr geringen Massendurchfluss benötigen, ist eine feste Quelle mit angemessener Temperatur möglicherweise besser als ein Tank mit flüssigem H2. Das ist ziemlich erstaunlich!
Beim ersten Versuch vergessen, den Link hinzuzufügen.
Aber wenn ich sagen würde, ein paar hundert Gramm LiH2 in einem Behälter auf einem Cubesat, wie könnte der Satellit den Wasserstoff extrahieren? Wie könnte das möglich sein? Erhitzen Sie es oder drücken Sie es oder schütteln Sie es?
Lithiumhydrid ist LiH. Bei diesen Verbindungen müssten Sie im Allgemeinen irgendwann im "Wasserstoffkreislauf" erhitzt werden, um die Verbindung entweder zu bilden oder zu zersetzen. Den Prozess reversibel ohne Übertemperatur ablaufen zu lassen, ist eines der Dinge, die wir wollen.
Okay, also muss es auch andere Materialien geben, und Sie haben dieses gerade als Beispiel erwähnt. Danke, verstanden!
Doch Wasserstoff soll nicht nur gespeichert, sondern bei Bedarf auch wieder abgegeben werden. Die Reaktion mit Wasser zur Freisetzung von Wasserstoff würde zusätzliche Masse für das Wasser erfordern. Das Aufheizen auf 287 °C zur Zersetzung erfordert viel elektrische Energie.
Deshalb wollen wir die Übertemperatur nicht. Magnesiumhydrid ist eines von vielen Materialien, die bei der Suche nach der/den besten Lösung(en) bewertet werden.
Die thermische Zersetzung von Lithiumhydrid erfordert jedoch hohe Temperaturen über 700 °C. [Lithiumhydrid]( en.m.wikipedia.org/wiki/Lithium_hydride )
Ich weiss. Ich war nicht derjenige, der diese Verbindung angesprochen hat, lesen Sie die Kommentare.
Welche Möglichkeiten gibt es, Wasserstoff für den Elektroantrieb ohne einen schweren Druckbehälter zu speichern?
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