Integrated solutions of hydrogen storage materials

Energy storage plays a cardinal part in integrating energy demand and supply, both on a short and long timeframe, especially in the transportation sector where it shows its highest potential. Hydrogen plays an important role and might be one of the most important future energy sources. This thesis project aims at reviewing the current/new storage materials with high hydrogen storage capacity for distributed level applications i.e. transport sector. High storage capacity materials (ex. compressed gas, metal hydrides and ammonia) and their ability to store hydrogen will be critically assessed and their future implementation as commercial hydrogen storage media will be checked, also comparing their properties with the US Department of Energy `Targets for Onboard Hydrogen Storage Systems for Light-Duty Vehicles'. In particular, the project will study the storage of hydrogen in ammonia applied to an automotive case, i.e. the on-board release of hydrogen. The conversion from ammonia to pure hydrogen and its physical conditions will be evaluated with the software MTData and Aspen Plus . The results of this project suggest that neither of the used software was able to model the real reaction properly. The MTData results con rm the theory on the potential of ammonia in hydrogen economy, however the most critical feature of the process remains the supply of heat to the reaction, computed in the Aspen Plus simulation, in the most economical and safe condition.

Lo stoccaggio di energia gioca un ruolo cardine nell'integrazione di domanda e offerta di energia, sia sul breve sia sul lungo termine, specialmente nel settore dei trasporti dove mostra il suo più elevato potenziale. Questo progetto di tesi ha come scopo l'indagine dei correnti e nuovi materiali di stoccaggio di idrogeno ad alta capacità per applicazioni distribuite, nello specifico il settore dei trasporti. Materiali ad alta capacità di idrogeno (ad esempio gas compresso, idruri metallici e ammoniaca) e la loro abilità di stoccare idrogeno saranno valutati, così come la loro futura implementazione commerciale come mezzi di stoccaggio di idrogeno, anche paragonando le loro proprietà con il documento del US Department of Energy `Targets for Onboard Hydrogen Storage Systems for Light-Duty Vehicles'. In particolare, il progetto di tesi studierà lo stoccaggio di idrogeno applicato ad un caso automobilistico, ovvero il rilascio di idrogeno gassoso a bordo. La conversione di ammoniaca in idrogeno puro e le sue condizioni termodinamiche saranno valutate attraverso il software MTData e Aspen Plus . I risultati del progetto suggeriscono come nessuno dei software utilizzati sia capace di modellare la reazione adeguatamente. I risultati di MTData confermano la tesi del potenziale dell'ammoniaca nell'economia dell'idrogeno, tuttavia la caratteristica più critica del processo rimane la fornitura del calore di reazione necessario, calcolato nella simulazione di Aspen Plus, nelle migliori condizioni economiche e di sicurezza dell'impianto.