Luận văn này trình bày một nghiên cứu chuyên sâu về đặc tính nhiệt vật lý của các chất lỏng liên quan đến lưu trữ và vận chuyển hydro trong phạm vi rộng các điều kiện liên quan đến quy trình. Phương pháp tán xạ ánh sáng bề mặt (SLS) đã được sử dụng để nghiên cứu đồng thời độ nhớt và sức căng bề mặt của một số chất lỏng mang hydro. Nghiên cứu tập trung đặc biệt vào việc khảo sát các hệ thống chất lỏng mang hydro hữu cơ (LOHC) hai vòng có ý nghĩa kỹ thuật, dựa trên diphenylmethane (DPM) hoặc benzyltoluene (BT) ở nhiệt độ lên đến 573 K cũng như khi có mặt hydro phân tử ở áp suất lên đến 8 MPa. Dựa trên các nghiên cứu thực nghiệm có hệ thống, bao gồm cả phép đo độ nhớt mao dẫn, ảnh hưởng của mức độ hydro hóa, thành phần LOHC và các sản phẩm phụ liên quan đến quy trình lên độ nhớt và sức căng bề mặt của các hệ thống LOHC dựa trên DPM và BT được xác định. Các mối tương quan có ý nghĩa, quy tắc pha trộn và sơ đồ dự đoán về độ nhớt và sức căng bề mặt dựa trên dữ liệu hiện có được thảo luận và trình bày. Kết quả thực nghiệm về các tính chất nhiệt vật lý cung cấp cơ sở cho sự hiểu biết tốt hơn về mối quan hệ cấu trúc-tính chất của các hydrocacbon hai vòng, vốn cho đến nay vẫn chưa được nghiên cứu kỹ lưỡng. Trong bối cảnh công việc này, khả năng ứng dụng của phương pháp SLS đã được mở rộng hơn nữa bằng cách sử dụng một phương pháp mới để đánh giá các tín hiệu SLS được ghi lại từ các sóng mao dẫn lan truyền gần điểm chuyển tiếp sang trạng thái suy giảm quá mức. Sự phát triển này cho phép tính toán chính xác tất cả các đóng góp tín hiệu có trong chế độ này và do đó, cho phép xác định đáng tin cậy độ nhớt và sức căng bề mặt tại các điểm trạng thái tương ứng. Các khía cạnh đo lường khác liên quan đến khả năng và hạn chế của SLS cũng được nêu bật.

Abstract:

This thesis contains an extensive characterization of liquids relevant to hydrogen storage and transport with respect to their thermophysical properties over a broad range of process-relevant conditions. Surface light scattering (SLS) has been employed to simultaneously study the viscosity and interfacial tension of several hydrogen carrier liquids. A particular focus has been put on the investigation of the technically relevant bicyclic liquid organic hydrogen carrier (LOHC) systems based on diphenylmethane (DPM) or benzyltoluene (BT) at temperatures up to 573 K as well as in the presence of molecular hydrogen at pressures up to 8 MPa. Based on systematic experimental investigations involving additionally capillary viscometry, the influence of the degree of hydrogenation, LOHC composition, and process-relevant byproducts on the viscosity and interfacial tension of the DPM- and the BT-based LOHC systems is identified. Meaningful correlations, mixing rules, and prediction schemes for the viscosity and interfacial tension based on the present data are discussed and provided. The experimental results for the thermophysical properties provide a basis for an improved understanding of the structure-property relationships of bicyclic hydrocarbons that have thus far been scarcely studied. In the context of this work, the applicability of the SLS method was further extended using a new approach for the evaluation of SLS signals recorded from propagating capillary waves close to their transition to overdamped behavior. This development allows for an accurate account of all signal contributions present in this regime and, thus, for a reliable determination of viscosity and interfacial tension at the corresponding state points. Further metrological aspects regarding the capabilities and limitations of SLS are additionally highlighted.

Ngôn ngữ:	eng
Tác giả:	Kerscher, Manuel
Thông tin nhan đề:	Characterization of Liquids for Hydrogen Storage and Transport by Surface Light Scattering
Nhà xuất bản:	FAU University Press
Loại hình:	Tài nguyên giáo dục mở / Bộ sưu tập: Kỹ thuật hóa học
Bản quyền:	https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Nguồn gốc:	https://directory.doabooks.org/handle/20.500.12854/170184
Mô tả vật lý:	216tr
Năm xuất bản:	2025