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Wasserstoffspeicherung

Unsere Forschungsaktivitäten konzentrieren sich auf die Entwicklung neuer Leichtmetallhydride zur Speicherung von Wasserstoff, Materialien für die Hochtemperatur-Wärmespeicherung und auf Anwendungen von „ball milling“ Prozessen zur Synthese neuer Verbindungen.

 

Michael Felderhoff

Dr. Michael Felderhoff

seit 1999
wissenschaftlicher Mitarbeiter am MPI für Kohlenforschung, Abteilung Heterogene Katalyse
1997–1998
wissenschaftlicher Mitarbeiter Universität Osnabrück (L. Walder)
1996–1997
wissenschaftlicher Mitarbeiter Eberhard Karls Universität, Tübingen (A. Rieker)
1993–1996
wissenschaftlicher Mitarbeiter Universität Essen (R. Sustmann)
1993
Promotion 1993 Universität Essen (R. Sustmann)
1960
Geboren in Essen/Deutschland
2014

Krech, D., Zibrowius, B., Weidenthaler, C. and Felderhoff, M.
On the Preparation and Structure of Caesium Aluminium Tetrahydride. Eur. J. Inorg. Chem. 2014, in press
DOI: 10.1002/ejic.201402629

R. Urbanczyk, K. Peinecke, M. Felderhoff, K. Hauschild, W. Kersten, S. Peil, D. Bathen
Aluminium alloy based hydrogen storage tank operated with sodium aluminium hexahydride Na3AlH6
Int. J. Hydrogen Energy, Volume 39, Issue 30, Pages 17118–17128
DOI: 10.1016/j.ijhydene.2014.08.101

Beneficial effects of stoichiometry and nanostructure for a LiBH4–MgH2
hydrogen storage system
J. Hu, R. Witter, H. Shao, M. Felderhoff, M. Fichtner
J. Mat. Chem.A, 2014, 2, pp 66-72
DOI: 10.1039/c3ta13775a
 

2013

An Orders-of-Magnitude Increase in the Rate of Solid Catalyzed
CO Oxidation by In Situ Ball Milling
S. Immohr, M. Felderhoff, C. Weidenthaler, F. Schüth,
Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 125, 12920-12923
DOI: 10.1002/anie.201305992

Thermochemical Heat Storage for High Temperature Applications – A Review
M. Felderhoff, R. Urbanczyk, S. Peil, Green, 2013, 3, 113-123.

2012

Hydridspeicher aus Al-Legierungen zur Entkopplung von Wärme und Strom
R. Urbanczyk, K. Peinecke, M. Felderhoff, K. Hauschild, S. Peil
in Proceedings of the 19. Symposium – Nutzung Regenerativer Energiequellen und Wasserstofftechnik, November 8.-10. 2012, Stralsund, Germany

Synthesis, crystal structures, and hydrogen storage properties of Eu(AlH4)2 and Sr(AlH4)2 and their decomposition intermediates, EuAlH5 and SrAlH5
Pommerin A., Wosylus A., Felderhoff M., Schüth F., Weidenthaler C.
Inorg. Chem. 2012, 51, 4143-4150.

2011

HT-PEM fuel cell system with integrated complex hydride storage tank; Urbanczyk R., Peil S., Bathen D., Heßke C., Burfeind J., Hauschild K., Felderhoff M., Schüth F.; Fuel Cells, 2011,11,911-920

Formation of Al2H7 anions - indirect evidence of volatile AlH3 on sodium alanate using solid state NMR spectroscopy; Felderhoff M., Zibrowius B; Phys.Chem.Chem.Phys.2011,13,17234-17241

Nanostructured Ti-catalysed MgH2 of hydrogen storage; Shao H., Felderhoff M., Weidenthaler C., Schüth F., Nanotechnology 2011,22,235401

Wasserstoffspeicherung im Festkörper - Komplexe Aluminiumhydride als Speicher für stationäre Anwendungen; Felderhoff M., Urbanczyk R., Peil S., H2 - Das Magazin für Wasserstoff und Brennstoffzellen, April 2011

Hydrogen storage properties of nanostructured MgH2/TiH2 composite prepared by ball milling under high hydrogen pressure”
Shao H., Felderhoff M. and Schüth F.
Int. J. Hydrogen Energy, 2011, DOI: 1016/j.jhydene.2011.05.180

Hydrogen Storage for Mobile Applications – Quo Vadis?;
Weidenthaler C., Felderhoff M.;
Energy Environ. Sci., 2011, DOI: 10.1039/C0EE00771D

 

2010

Unstable Complex Hydrides as New Hydrogen Storage Materials; Felderhoff M., Weidenthaler C., Pommerin A., Schüth F.; in Proceedings of the World Hydrogen Energy Conference. May 16-21, 2010, Essen, Germany

Influence of the synthesis parameters on the mechanochemical preparation of rare-earth aluminum hydrides;
Pommerin A., Felderhoff M., Schüth F., Weidenthaler C.;
Scripta Mater. 2010, 63, 1128–1131.

Direct synthesis of pure complex aluminium hydrides by cryo milling;
Pommerin A., Weidenthaler C., Schüth F., Felderhoff M.;
Scripta Mater. 2010, 62, 576-578. doi:10.1021/ja101519z

2009

Complex rare-earth aluminum hydrides: mechanochemical preparation, crystal structure and thermal decomposition;
Weidenthaler C., Pommerin A., Felderhoff M., Sun W., Wolverton C., Bogdanović B., Schüth F.;
J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 16735–16743.

Chemical and physical solutions for hydrogen storage;
Eberle U., Felderhoff M., Schüth F.;
Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6608–6630.

Cycling properties of Sc- and Ce-doped NaAlH4 hydrogen storage materials prepared by the one-step direct synthesis method;
Bogdanović B., Felderhoff M. Pommerin A., Schüth F., Spielkamp N., Stark A.;
J. Alloys Compd. 2009, 471, 383–386.

Mechanochemical Synthesis of Ternary Potassium Transition Metal Chlorides;
Pawelke R.H., Felderhoff M., Weidenthaler C., Bogdanović B., Schüth F.;
Z. Anorg. All. Chem. 2009, 635, 265–270.

Complex Metal Hydrides;
Bogdanović B., Felderhoff M., Streukens G.;
J. Serb. Chem. Soc. 2009, 74, 183–196.

High temperature metal hydrides as heat storage materials for solar and related applications; Felderhoff M., Bogdanović B.;
Int. J. Mol. Sci. 2009, 10, 325–344. doi:10.3390/ijms10010325 (open access)

2008

Convenient synthesis of deuterated aluminium hydrides;
Pawelke R.H., Felderhoff M., Weidenthaler C., Schüth F.;
Scripta Mater. 2008, 59, 515–517.

Crystal structure of bis(diglyme-O,O ‚,O ‚‘)bis((mu(2)-deutero)trideuteroaluminato-D)calcium, Ca(AlD4)2(C6H14O3)2;
Pommerin A., Felderhoff M., Goddard R., Weidenthaler C.;
Z. Kristallogr. New Cryst. Struct. 2008, 223, 67–68.

Wasserstoffspeichersysteme in der Entwicklung
Felderhoff M.;
BWK – Das Energie-Fachmagazin, Heft 1, 2008

Buchbeiträge

Felderhoff M.
“Hydrogen Storage“ in Functional materials for energy applications
Woodhead Publishing,  2012

Felderhoff M., et al.
Integriertes Organisch-Chemisches Praktikum
Lehmanns Media, Berlin 2007
-A workbook for undergraduate students in organic chemistry-

Felderhoff M.
„Advanced Tools for the Synthesis of Hydrogen Storage Materials“ in Hydrogen Technology, Springer Verlag, 2008

Bogdanovi  B,. Felderhoff M., Schüth F.
„Complex Metal Hydrides“ in Hydrogen as a Future Energy Carrier
Wiley-VCH, Januar 2008

Weidenthaler C., Felderhoff M.
“Complex Hydrides“ in Handbook of Hydrogen Storage
Wiley-VCH,  2010

 

Forschungsthemen

Wasserstoffspeicherung
Wasserstoffspeicherung

Wasserstoffspeicherung

Die Forschungsschwerpunkte sind die Synthese und Charakterisierung von neuen Materialien für die Speicherung von Wasserstoff und Wärme. Dabei liegt der Fokus auf komplexen Aluminiumhydridverbindungen, da diese Materialien hohe Speicherkapazitäten für Wasserstoff besitzen. Das Ziel ist die Optimierung von dotiertem NaAlH4-Systemen für Brennstoffzellenanwendungen und die Suche nach neuen Materialien zur Verwendung als potentielle Wasserstoffspeicher.

Metallhydride können nicht nur große Mengen Wasserstoff, sondern auch erhebliche Mengen Wärme speichern. In diesem Fall wird Wasserstoff lediglich als Arbeitsgas verwendet und während der Wärmeaufnahme oder -abgabe nicht verbraucht.

Leichtmetallhydride auf Basis von Magnesium sind als Wärmespeicher  bis zu einer Temperatur von ca. 550°C verwendbar. Damit sind sie optimal einsetzbar zur Speicherung großer Wärmemengen für solarthermische Kraftwerke. Tagsüber wird durch solare Wärme das Hochtemperatur-Metallhydrid gespalten und setzt Wasserstoff frei. Der Wasserstoff wird temporär in einem Gastank oder einem Tieftemperatur-Metallhydrid gespeichert. Dieselbe Wärmemenge kann dann nachts wieder durch die Reaktion von Wasserstoff mit einem Metall zurückgewonnen werden. Die Optimierung und Demonstration von Wärmespeichern und Materialien für diesen Anwendungsbereich ist unser Ziel.

Hochenergie-Vermahlung, Mechanokatalyse, poröse Polymere
Hochenergie-Vermahlung, Mechanokatalyse, poröse Polymere

Hochenergie-Vermahlung, Mechanokatalyse, poröse Polymere

Die mechanische Aktivierung von chemischen Verbindungen kann die Synthese von organischen und anorganischen Materialien in erheblichem Maße vereinfachen, da hier keine Lösungsmittel verwendet werden, die Reaktionszeiten häufig kürzer sind und auch ganz neue Verbindungen zugänglich werden.

Wenn die Mahlbehälter als Druckgasbehälter ausgelegt sind, dann können während des Mahlprozesses auch Reaktionen mit Gasen ausgeführt werden. Durch eine telemetrische Überwachung des Gasdruckes kann direkt der Beginn und das Ende einer chemischen Reaktion beobachtet werden.

Die Abbildung zeigt die Entwicklung des Wasserstoffdruckes und der Temperatur während der Hydrierung von Ti-dotiertem NaAlH4 in einer Kugelmühle. Ziel der Untersuchungen sind neue synthetische Verfahren durch mechanische Aktivierung.

 

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