Solar Production of Zinc and Hydrogen - Reactor Optimisation for a Scale-Up

• Forschungsstelle: BFE
• Projektnummer: 102420

Schlüsselwörter (Deutsch)

TP0065;F-Industrielle Solarenergienutzung

Kurzbeschreibung (Deutsch)

Der ZnO/Zn Zyklus ist einer der vielversprechendsten thermochemischen Vorgänge für die Speiche-rung von Sonnenenergie. Die Entwicklung dieser Technologie erfordert noch wichtige Forschungsar-beiten im Labor, bevor die Machbarkeit an einem grösseren Reaktor (100kW) erfolgreich gezeigt wer-den kann. In einer ersten Phase das Ziel des Projekts ist die weitere Entwiklung und die Optimierung des vom PSI konzipierten Sonnenreaktorprototyps. In einer zweiten Phase soll das Konzept eines 100kW Reaktors erarbeitet werden.

Publikationen / Ergebnisse (Deutsch)

Zugehörige Dokumente

• Erste Erfahrungen mit der 100 kW Pilotanlage zur solaren ZnO-Dissoziation im 1 MW Solarofen in Odeillo – Kurzbericht über Experimentierkampagne 2011 und Ausblick [PDF] 80 kB

Publikationen / Ergebnisse (Englisch)

Solar H2 and syngas are produced via a two-step H2O/CO2-splitting thermochemical cycle based on Zn/ZnO redox reactions. This closed cycle consists of: (1) the endothermic dissociation of ZnO to Zn and O2 at 2000 K, using concentrated solar energy; (2) the non-solar exothermic re-oxidation of Zn with H2O and/or CO2 to H2 and/or CO, while the initial metal oxide, ZnO, is recycled to the first step. Based on a 10 kW prototype concept, a 100 kW solar reactor has been designed and fabricated at PSI. The reactor features a rotating cavity lined with ZnO particles that are directly exposed to concentrated solar radiation entering through a transparent quartz window. A screw conveyor allows the semi-batch-wise addition of ZnO particles into the reactor cavity throughout the duration of the experiment. Testing of the pilot plant was performed at the 1 MW Solar Furnace (MWSF) of PROMES-CNRS in Odeillo, France. A description of the solar pilot plant layout including the solar reactor technology, initial operational experience and preliminary results from work in progress is presented.

Auftragnehmer/Contractant/Contraente/Contractor:
Paul Scherrer Institut (PSI) - Labor für Solartechnik

Autorschaft/Auteurs/Autori/Authors:
Meier,Anton

Zugehörige Dokumente

• Solar Production of Zinc and Hydrogen – Reactor Optimisation for Scale-up and Towards Industrial Solar Production of Zinc and Hydrogen – 100 kW Solar Pilot Reactor for ZnO Dissociation - Jahresbericht 2011 [PDF] 1'561 kB
• Operational Experience with a 100 kW Solar Pilot Plant for Thermal Dissociation of Zinc Oxide [PDF] 701 kB