MOF-Materialien zur Kryoadsorption von Wasserstoff

In diesem Beitrag werden neuartige MOF-Graphit-Verbundmaterialien zur Kryoadsorption von H2 bei 77 K vorgestellt. Diese zeichnen sich durch hohe volumetrische und gravimetrische H2- Speicherdichten aus. Dazu wurden Gemische aus Cu-BTC, einer hochporösen metall-organischen Gerüstverbindung (MOF), und hochwärmeleitfähigem Naturgraphit über eine pulvertechnologische Prozessroute zu einem kompakten Verbundwerkstoff vereinigt. Dieser wurde in Form von zylindrischen Pellets in einen Rohrreaktor integriert, der - eingebunden in eine speziell entwickelte Teststandumgebung - für zyklische H2-Be- und Entladeversuche genutzt wurde. Spezielles Augenmerk wurde auf die Temperaturentwicklung innerhalb des Reaktionsbettes gelegt, um Rückschlüsse auf den Grad und die Dynamik der Erwärmung des Speichermaterials aufgrund der exothermen H2- Adsorption zu ziehen. Es konnte gezeigt werden, dass sich die Erhöhung der effektiven Wärmeleitfähigkeit des Speichermaterials aufgrund des Graphitanteils sehr positiv auf die Speichergeschwindigkeit des MOF-Graphit-Verbundmaterials auswirkt, was einen deutlichen Vorteil gegenüber reinen MOF-Pulverschüttungen darstellt. Im Rahmen des Beitrags werden neben den erzielten Ergebnissen auch der existierende Prüfstand vorgestellt sowie Anwendungsbeispiele diskutiert.