Vorrichtung und Verfahren zur Energie-und Stoffwandlung mittels pyroelektrischer Materialen zur Herstellung von Spaltprodukten

• Main Authors: SCHEITHAUER, DAVID, MEHNER, ERIK, PARDEMANN, ROBERT, MURITALA, IBRAHIM, MEYER, DIRK C, SCHULZE, OLAF, GOOTZ, MATTHIAS, HERRMANN, MARCO, MEYER, BERND, FORMAN, CLEMENS, LEISEGANG, TILMAN
• Format: Patent
• Language: German
• Published: 17.09.2015
• Subjects: APPARATUS THEREFOR; CHEMISTRY; COMPOUNDS THEREOF; ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTIONOF COMPOUNDS OR NON-METALS; INORGANIC CHEMISTRY; METALLURGY; NON-METALLIC ELEMENTS

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Energie- und Stoffwandlung mittels pyroelektrischen Materialien zur Herstellung von Spaltprodukten (48, 52), zumindest umfassend - mindestens einen pyroelektrischen Wandler (20), der zumindest enthält - einen ersten Wärmeübertrager (2), der mit einer Zuführungsleitung (7) verbunden ist, der eine Ventileinrichtung (8) zur Zuführung von mindestens einem Fluidstrom (9) mit einer hohen Temperatur TH und von mindestens einem Fluidstrom (10) mit einer zur Temperatur TH niedrigeren Temperatur TK zugeordnet ist, und der mindestens eine Abflussleitung (11) besitzt und durch den ein zu spaltendes Fluid (50) strömt, - mindestens einen Reaktor (3) zur Spaltung des Fluids (50) in Spaltprodukte (48), wobei der Reaktor (3) zumindest ein pyroelektrisches Material (12) mit einer vorgegebenen Curie-Temperatur TC aufweist, - fluidabhängig wahlweise mindestens einen zweiten Wärmeübertrager (4), der aus einer mit ihm verbundenen externen Puffermediumeinheit (13) zur Einstellung einer mittleren Temperatur gespeist wird, - fluidabhängig wahlweise eine Apparatur (5) zur Gasauskopplung, aus der mindestens eine Leitung (14) zur Abführung mindestens eines Spaltprodukts (48) geführt ist, - eine gesteuerte Umwälzpumpe (6), die innerhalb eines Kreislaufs (15) mit den zum Kreislauf (15) gehörenden und miteinander verbundenen ersten Wärmeüberträger (2), Reaktor (3), wahlweise zweiten Wärmeübertrager (4) und der wahlweise eingebrachten Apparatur (5) zur Gasauskopplung angeordnet ist und die den Kreislauf (15) über ein den Kreislauf (18) verbindendes Leitungssystem (16) mit fließendem und zu spaltendem Fluid (50) versorgt, und - eine gesteuerte Ventileinrichtung (8) zur wechselseitigen Zuführung von mindestens einem Fluidstrom (9) mit der hohen Temperatur TH und von mindestens einem Fluidstrom (10) mit einer zur Temperatur TH niedrigeren Temperatur TK, wobei die Temperaturen TH und TK zu einem Temperaturfenster gehören, das unterhalb der Curie-Temperatur TC des jeweils eingesetzten pyroelektrischen Materials (12) liegt, und wobei die Umwälzpumpe (6) mit der gesteuerten Ventileinrichtung (8) extern über eine Steuereinheit (18) in Verbindung steht, so dass aus dem zugeführten Fluid (50) mittels Energiewandlung im Reaktor (3) stoffgewandelte finale Spaltprodukte (48) entstehen. The invention relates to a device and to a method for energy and substance conversion by means of pyroelectric materials for producing cleavage products from fluids, wherein the device (1) comprises at least two pyroelectric converters (20, 22) which are connected to one another in relation to a controlled valve device (8) and each have a drain line (11, 23); at least one line (14) associated with the first pyroelectric converter (20) for discharge of cleavage products (48, 52); at least one line (24) associated with the second pyroelectric converter (22) for discharge of cleavage products (52, 48), wherein a pyroelectric converter (20) contains at least a heat exchanger (2), which is connected to a supply line (7) to which the valve device (8) is assigned for delivering at least one fluid stream (9) having a high temperature TH and at least one fluid stream (10) having a temperature TK lower than the temperature TH, wherein the heat exchanger has at least one drain line (11) connected to the supply line (7) and through which heat exchanger a heat-absorbing fluid (50) flows which is to be cleaved; at least one reactor (3) for cleavage of the fluid (50) into cleavage products (48), wherein the reactor (3) has at least one pyroelectric material (12) having a predetermined Curie temperature TC; an apparatus (5), out of which at least the line (14) is led for discharge of at least one cleavage product (48) produced in the reactor (3); a controlled circulation pump (6), which is disposed within a circuit (15) with the heat exchanger (2), reactor (3), and apparatus (5) which belong to the circuit (15) and are connected to one another, and which supplies flowing fluid (50) to be cleaved to the circuit (15) via a line system (16) connecting the circuit (15), the circulation pump (6) being connected to the controlled valve device (8) externally via a control unit (18). The device (1) comprises at least one separation unit (43) associated with the pyroelectric converter (20, 22) for defined separation of the final cleavage products (48, 52) discharged from the apparatus (5) disposed downstream of the respective reactor (3), and the lines (14, 24) for controlled discharge of the cleavage products (48, 52) open into the separation unit (43), from which at least lines (25, 26) for discharging definitely separated final cleavage products (48, 52) extend.