WO2019037893A1 - Method for emergency supply of a hydrogen-driven system, and hydrogen-driven system with emergency supply - Google Patents

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WO2019037893A1
WO2019037893A1 PCT/EP2018/025206 EP2018025206W WO2019037893A1 WO 2019037893 A1 WO2019037893 A1 WO 2019037893A1 EP 2018025206 W EP2018025206 W EP 2018025206W WO 2019037893 A1 WO2019037893 A1 WO 2019037893A1
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WO
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hydrogen
metal hydride
water
emergency supply
reaction
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PCT/EP2018/025206
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Robert Adler
Sascha Dorner
Christoph Nagl
Georg Fahrthofer
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Linde Aktiengesellschaft
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F17STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
    • F17CVESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
    • F17C11/00Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels
    • F17C11/005Use of gas-solvents or gas-sorbents in vessels for hydrogen
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/32Hydrogen storage

Definitions

  • the invention relates to a method for emergency supply of a hydrogen-powered system with hydrogen and a hydrogen-powered system with emergency supply for hydrogen and an emergency supply system for emergency supply of a
  • Hydrogen drives can be supplied with hydrogen, for example using compressed gas storage, metal hydride storage or liquid gas storage.
  • Petrol station and a suspension of the engine for lack of fuel usually only problematic if pump parts that are basically fuel lubricated, prone to damage during dry running. This is the case, for example, in the so-called common-rail pump.
  • the present invention relates to a method for emergency supply of a
  • Hydrogen tank for supplying a hydrogen drive with hydrogen.
  • the hydrogen drive may in particular comprise a fuel cell and a drive, in particular an electric motor. It is also conceivable, however, a hydrogen-powered internal combustion engine.
  • Metal hydride in a metal hydride reservoir and water in a water reservoir are now provided in the system, and if necessary, a reaction of the
  • Metal hydride set in motion with the water and provided hydrogen produced for the hydrogen drive is designed as an external emergency supply system. This
  • Emergency supply system can be connected to the hydrogen-powered system if required.
  • Metal hydride storage and the water storage connecting line provided valve can be opened.
  • the hydrogen formed in the reaction can then preferably be supplied directly to the hydrogen drive or the
  • the hydrogen formed in the reaction for a more efficient operation of the fuel cell can also be filtered by means of a filter and / or dried by means of a dryer or gas dryer before it is fed to the hydrogen drive.
  • the invention makes use of the reaction of a metal hydride with water - the so-called hydrolysis - in order to generate hydrogen if necessary.
  • a conventional hydrogen storage in which the hydrogen is stored at pressures of up to 700 bar, but here are no such high pressures necessary.
  • the metal hydride and the water have to be stored, which, especially in comparison to hydrogen tanks, does not require any major safety requirements. Even in the reaction only pressures of, for example, some bar occur, especially since the hydrogen is also taken immediately after the reaction, ie after the formation and either in the
  • Hydrogen drive consumed or stored in the already existing hydrogen tank can be provided without great safety requirements.
  • the water can conveniently be kept as distilled water, tap water or in the form of an aqueous solution.
  • the reaction of the metal hydride with the water is initiated only when a remaining amount of hydrogen in the hydrogen falls below a predetermined value.
  • the amount may, for example, by the prevailing pressure in the hydrogen tank and using a
  • Pressure sensing means possibly also a temperature using a
  • Temperature detection means to be determined. In this way, the hydrogen present in the hydrogen tank is used up first and then the
  • Safety device is provided, through which the reaction only at
  • Falling below the predetermined value can be set in motion. In this way, an abuse of emergency care is prevented, such as a unwanted increase in range of a vehicle, which runs counter to the idea of emergency care.
  • a safety device is in particular a mechanical or electro-mechanical valve with safe actuation in question.
  • the system is external
  • the emergency supply system is preferably connected to the hydrogen-powered system by means of a connecting device, which in particular comprises a check valve.
  • a connecting device which in particular comprises a check valve.
  • Connecting device in particular as a hose with suitable
  • Connection means may be formed with the connection means of the
  • the connecting device can then be connected to suitable connection means of the hydrogen-powered system, which then in particular have a connection to the hydrogen tank.
  • suitable connection means of the hydrogen-powered system which then in particular have a connection to the hydrogen tank.
  • the check valve prevents hydrogen from escaping from the hydrogen-operated system. This can be a simple
  • Hydrogen of between 0.2 kg and 2 kg, preferably between 0.5 kg and 1, 5 kg, can be obtained.
  • the amounts of metal hydride and water required for this can be determined on the basis of the molar masses of the substances involved and the reaction equation.
  • the molar mass of magnesium hydride (MgH 2 , as an example of a metal hydride) is 26.3209 g / mol, that of water (H 2 0) is 18.01528 g / mol, that of atomic hydrogen (H) 1, 00794 g / mol, that of molecular hydrogen (H 2 ) is 2.01588 g / mol and that of the
  • Magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ) is 58.33 g / mol.
  • the reaction equation for the reaction between magnesium hydride and water is included
  • volume of any carrier material for the metal hydride must be taken into account in the volume of the metal hydride.
  • the invention further relates to a hydrogen-powered system with emergency supply for hydrogen, which has a hydrogen tank for supplying a hydrogen drive with hydrogen.
  • the hydrogen drive can in particular a fuel cell and a drive, in particular a
  • Electric motor include. It is also conceivable, however, a hydrogen-powered internal combustion engine. Furthermore, the system has a metal hydride storage for metal hydride and a water storage for water. The system is now set up, if necessary, to initiate a reaction of the metal hydride with the water and thereby supply hydrogen to the hydrogen drive. For example, one in a metal hydride and the
  • Water valve connecting line provided valve, which is in particular mechanically or electromechanically actuated, be provided.
  • the valve can thereby manually or automatically, then using a suitable drive unit, be actuated.
  • the hydrogen-operated system is designed as a mobile system, in particular as a vehicle. It is likewise expedient if the system is set up to carry out a method according to the invention. In addition to vehicles come here especially when using the external
  • a mobile system in particular a vehicle, as the emergency supply system
  • the invention further relates to an emergency supply system for emergency supply of a hydrogen-powered system with hydrogen, which hydrogen-powered system with a hydrogen tank for supplying a hydrogen drive with
  • the hydrogen drive can in particular a
  • Fuel cell and a drive, in particular an electric motor include.
  • the emergency supply system now has a metal hydride storage for metal hydride and a water storage for water, as well as connection means for a direct and / or indirect connection of the emergency supply system with the hydrogen-powered system.
  • connection means may be designed as a PTO coupling or the like, to which, for example, a hose with suitable
  • the emergency supply system is now set up to initiate a reaction of the metal hydride with the water when present in communication with the hydrogen-powered system, thereby supplying hydrogen produced to the hydrogen-powered system.
  • the emergency supply system for example, provided in a line connecting the metal hydride and the water storage valve provided, the
  • valve in particular mechanically or electromechanically actuated, be provided.
  • the valve can be actuated manually or automatically, then using a suitable drive unit.
  • the metal hydride storage are interchangeable and / or the
  • Emergency supply system is designed as a mobile system, in particular as a vehicle.
  • the invention further relates to an arrangement with an emergency supply system according to the invention and a connecting device which is adapted to the connection means of the emergency supply system and with the
  • inventive method is suitable.
  • Figure 2 shows schematically as a particular embodiment of an inventive
  • FIG. 1 shows a hydrogen-powered system 100 according to the invention in a preferred embodiment, for example a fuel cell vehicle, with which a method according to the invention can be carried out.
  • the system 100 in this case has a hydrogen tank 1 10 for hydrogen.
  • Hydrogen tank 1 10 in which hydrogen d can be stored for regular operation of the system 100, hydrogen can be supplied to a fuel cell 120, by means of which a drive 130, for example an electric motor, can be operated, for example to move the vehicle.
  • a drive 130 for example an electric motor
  • the fuel cell 120 and the drive 130 form a hydrogen drive.
  • the fuel cell 120 converts the hydrogen here with oxygen into electrical energy and water.
  • the pressure and the temperature are here by means of a pressure sensing means 1 1 1, for example one
  • Pressure sensor and a temperature detecting means 1 12, for example, a temperature sensor, detected, thus taking into account the volume of the
  • Hydrogen tan ks 1 10 a remaining in the hydrogen tank 1 10 amount of hydrogen can be determined. In this way, for example, a remaining range of a vehicle can be calculated.
  • a metal hydride storage 140 and a water storage 150 are provided in the fuel cell operated system 100, which are connected via a connecting line with a valve 151, in particular a switchable valve.
  • the metal hydride 140 is also connected via a further valve 141, for example a check valve, and optionally a filter 142 and a dryer 143 to the hydrogen tank 1 10.
  • the valve 151 can be opened so that water a, which is located in the water reservoir 150, in the metal hydride 140, in which Metal hydride b is located, can flow.
  • a safety device 145 can be provided, by which it is achieved that the valve 151 can be opened, for example, only if the Amount of hydrogen in the hydrogen tank 1 10 falls below a certain value or has fallen. This value may be, for example, the above-mentioned value d ', at the time when it is reached or not reached, sufficient supply of the fuel cell 120 with hydrogen is no longer possible.
  • the safety device 145 can for this purpose, for example, as an electromagnetic or electromechanical actuator for the valve 151, the so
  • electromechanical valve be formed. Also conceivable is a mechanical valve that can only be actuated under certain conditions.
  • FIG. 2 shows an emergency supply system 200 according to the invention in a preferred embodiment, for example a vehicle, with which a method according to the invention can be carried out together with the likewise hydrogen-operated system 101, for example likewise a vehicle.
  • the hydrogen-powered system 101 in this case has a hydrogen tank 1 10 for hydrogen.
  • Hydrogen can be supplied to a fuel cell 120 via the hydrogen tank 110, in which hydrogen d can be stored for regular operation of the fuel cell operated system 100, by means of which a drive 130, for example an electric motor, can be operated, for example to move the vehicle ,
  • the fuel cell 120 and the drive 130 form a hydrogen drive.
  • the fuel cell 120 converts the hydrogen here with oxygen into electrical energy and water.
  • a connection means 15 is additionally shown here.
  • the hydrogen tank 1 10 is connected to this connection means 1 15, for example a
  • Zapfkupplung connected, about which a filling of the hydrogen tank is possible.
  • the external emergency supply system 200 shown here now has a
  • connection means 247 for example a dispensing coupling. This corresponds to the emergency supply system 102 illustrated in FIG. 1, apart from the connection means 247.
  • the emergency supply system 200 may be connected to the fuel cell powered system 101. This can be done directly by a connection of the connection means 1 15 and 247, but preferably using a Connecting device 300.
  • a connection of the connection means 1 15 and 247 but preferably using a Connecting device 300.
  • This may be, for example, a hose 310, at the two ends of each of which a connection means 320 or 321 is provided, preferably in each case a dispensing coupling.
  • Check valve 322 may be provided. In this way, not only is a simpler and safer connection of the fuel cell powered system 100 to the
  • Emergency supply system 200 possible, but also a connection over a longer distance.
  • valve 251 can now be opened, for example using an actuating element 245, so that water a, which is located in the water reservoir 250, in the
  • Metal hydride storage 240 in which metal hydride b is located, can flow. In the metal hydride storage 240, the reaction between the metal hydride and water is then initiated, in which hydrogen is released. This hydrogen can then via the valve 241, the filter 242, the dryer 243 and the
  • Connecting device 300 are guided into the hydrogen tank 1 10, as shown with the current c.
  • hydrogen is again available for the fuel cell 120 and the drive can be operated by means of the fuel cell 120. It is expedient to fill hydrogen in the hydrogen tank 1 10 only in this way if the amount of hydrogen in the hydrogen tank 1 10 has fallen below a certain value. This value may be, for example, the above-mentioned value d ', at the time when it is reached or not reached, sufficient supply of the fuel cell 120 with hydrogen is no longer possible. Then a filling due to the low pressure in the hydrogen tank 1 10 is very easy.

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Abstract

The invention relates to a method for the emergency supply of a hydrogen-driven system (100) with hydrogen (c), which system (100) has a hydrogen tank (110) for supplying hydrogen (d) to a hydrogen drive (120, 130), wherein, in the system (100), metal hydride (b) is provided in a metal hydride reservoir (140) and water (a) is provided in a water reservoir (150), and wherein when needed, a reaction of the metal hydride (b) with the water (a) is started and hydrogen (c) produced as a result thereof is provided for the hydrogen drive (120, 130). The invention further relates to a hydrogen-driven system (100) and an emergency supply system.

Description

Beschreibung  description
Verfahren zur Notversorqunq eines wasserstoffbetriebenen Systems und Method for the emergency supply of a hydrogen-powered system and
wasserstoffbetriebenes System mit Notversorqunq  Hydrogen powered system with emergency supply
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Notversorgung eines wasserstoffbetriebenen Systems mit Wasserstoff sowie ein wasserstoffbetriebenes System mit Notversorgung für Wasserstoff und ein Notversorgungssystem zur Notversorgung eines The invention relates to a method for emergency supply of a hydrogen-powered system with hydrogen and a hydrogen-powered system with emergency supply for hydrogen and an emergency supply system for emergency supply of a
wasserstoffbetriebenen Systems mit Wasserstoff. hydrogen-powered system with hydrogen.
Aufgrund der endlichen Bestände fossiler Energieträger rückt eine Verwendung alternativer Antriebe nicht nur von Fahrzeugen des Straßenverkehrs immer mehr in den Vordergrund. Zu den wichtigen alternativen Antrieben zählen batterieelektrische Antriebe (und damit batterieelektrisch betriebene Fahrzeuge) und Wasserstoffantriebe, insbesondere Brennstoffzellenantriebe (und damit Wasserstoff- bzw.  Due to the finite stocks of fossil fuels, the use of alternative propulsion systems is increasingly coming to the fore not just for road traffic vehicles. Among the important alternative drives include battery electric drives (and thus battery electric vehicles) and hydrogen drives, especially fuel cell drives (and thus hydrogen or
brennstoffzellenbetriebene Fahrzeuge). Hierbei ist auch eine entsprechende Infrastruktur nötig, um eine Versorgung von Fahrzeugen mit solchen Antrieben mit Energie sicherzustellen. Für fuel cell powered vehicles). In this case, an appropriate infrastructure is needed to ensure a supply of vehicles with such drives with energy. For
Wasserstoffantriebe kann die Versorgung mit Wasserstoff beispielsweise unter Verwendung von Druckgasspeichern, Metallhydridspeichern oder Flüssiggasspeichern erfolgen. Hydrogen drives can be supplied with hydrogen, for example using compressed gas storage, metal hydride storage or liquid gas storage.
Für Fahrzeuge mit konventionellen Antrieben ist ein zu spätes Anfahren einer For vehicles with conventional drives is a too late start a
Tankstelle und ein Aussetzen des Motors mangels Kraftstoff in aller Regel nur dann problematisch, wenn Pumpenteile, die grundsätzlich kraftstoffgeschmiert betrieben werden, anfällig für Schäden bei Trockenlauf sind. Dies ist beispielsweise bei der sog. Common-Rail-Pumpe der Fall. Eine Betankung oder Notbetankung durch eine Petrol station and a suspension of the engine for lack of fuel usually only problematic if pump parts that are basically fuel lubricated, prone to damage during dry running. This is the case, for example, in the so-called common-rail pump. A refueling or emergency refueling by a
Servicekraft vor Ort stellt jedoch kein Problem dar. Bei wasserstoffbetriebenen bzw. brennstoffzellenbetriebenen Fahrzeugen ist dies jedoch nicht oder nicht ohne weiteres möglich. Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge haben, bedingt durch die - zumindest derzeit - niedrige Anzahl an verfügbaren Tankstellen, ein höheres Risiko, durch einen leeren Tank liegen zu bleiben. Das liegen gebliebene Fahrzeug kann dann anschließend durch ein Transportfahrzeug zu einem Zapfpunkt geschleppt werden. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Aufgabe, eine einfache Notversorgung mit Wasserstoff für wasserstoffbetriebene Systeme, insbesondere Fahrzeuge, On-site service personnel, however, is not a problem. However, with hydrogen powered or fuel cell powered vehicles this is not or not readily possible. Hydrogen-powered vehicles are at a higher risk of being left empty due to the low number of available gas stations, at least currently. The left vehicle can then be subsequently towed by a transport vehicle to a tapping point. Against this background, the task of providing a simple emergency supply of hydrogen for hydrogen-powered systems, in particular vehicles,
bereitzustellen. provide.
Offenbarung der Erfindung Disclosure of the invention
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Notversorgung mit Wasserstoff sowie ein System mit Notversorgung mit Wasserstoff und einem Notversorgungssystem mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche sowie der nachfolgenden This object is achieved by a method for emergency supply of hydrogen and a system with emergency supply of hydrogen and an emergency supply system with the features of the independent claims. Preferred embodiments are the subject of the dependent claims and the following
Beschreibung. Description.
Vorteile der Erfindung Advantages of the invention
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Notversorgung eines The present invention relates to a method for emergency supply of a
wasserstoffbetriebenen Systems mit Wasserstoff, welches System einen hydrogen-powered system with hydrogen, which system one
Wasserstoff tank zur Versorgung eines Wasserstoffantriebs mit Wasserstoff aufweist. Der Wasserstoffantrieb kann dabei insbesondere eine Brennstoffzelle und einen Antrieb, insbesondere einen Elektromotor, umfassen. Denkbar ist aber auch eine mit Wasserstoff betriebene Brennkraftmaschine. Hydrogen tank for supplying a hydrogen drive with hydrogen. The hydrogen drive may in particular comprise a fuel cell and a drive, in particular an electric motor. It is also conceivable, however, a hydrogen-powered internal combustion engine.
Es werden nun in dem System Metallhydrid in einem Metallhydridspeicher und Wasser in einem Wasserspeicher vorgesehen, und bei Bedarf wird eine Reaktion des Metal hydride in a metal hydride reservoir and water in a water reservoir are now provided in the system, and if necessary, a reaction of the
Metallhydrids mit dem Wasser in Gang gesetzt und dabei entstehender Wasserstoff für den Wasserstoffantrieb bereitgestellt. In einer bevorzugten Ausführungsvariante ist das System als externes Notversorgungssystem ausgestaltet. Dieses Metal hydride set in motion with the water and provided hydrogen produced for the hydrogen drive. In a preferred embodiment, the system is designed as an external emergency supply system. This
Notversorgungsystem kann bei Bedarf mit dem wasserstoffbetriebenen System verbunden werden. Emergency supply system can be connected to the hydrogen-powered system if required.
Um die Reaktion in Gang zu setzen, kann beispielsweise ein in einer den To initiate the reaction, for example, in a the
Metallhydridspeicher und den Wasserspeicher verbindenden Leitung vorgesehenes Ventil geöffnet werden. Der bei der Reaktion entstehende Wasserstoff kann dann vorzugsweise direkt dem Wasserstoffantrieb zugeführt werden oder auch dem  Metal hydride storage and the water storage connecting line provided valve can be opened. The hydrogen formed in the reaction can then preferably be supplied directly to the hydrogen drive or the
Wasserstoff tank und dann von dort aus auf übliche Weise dem Wasserstoffantrieb. Vorzugsweise kann der bei der Reaktion entstehende Wasserstoff für einen effizienteren Betrieb der Brennstoffzelle auch noch mittels eines Filters gefiltert und/oder mittels eines Trockners bzw. Gastrockners getrocknet werden, bevor er dem Wasserstoffantrieb zugeführt wird. Die Erfindung macht sich dabei die Reaktion eines Metallhydrids mit Wasser - die sog. Hydrolyse - zu Nutze, um bei Bedarf Wasserstoff zu erzeugen. Im Gegensatz zu einem üblichen Wasserstoffspeicher, bei dem der Wasserstoff mit Drücken von bis zu 700 bar gespeichert wird, sind hier jedoch keine solch hohen Drücke nötig. Bevor die Reaktion in Gang gesetzt wird, müssen nur das Metallhydrid und das Wasser gespeichert werden, woran - insbesondere im Vergleich zu Wasserstofftanks - keine großen Sicherheitsanforderungen zu stellen sind. Auch bei der Reaktion treten nur Drücke von beispielsweise einigen bar auf, zumal der Wasserstoff auch sofort nach der Reaktion, also nach der Entstehung entnommen und entweder in dem Hydrogen tank and then from there in the usual way the hydrogen drive. Preferably, the hydrogen formed in the reaction for a more efficient operation of the fuel cell can also be filtered by means of a filter and / or dried by means of a dryer or gas dryer before it is fed to the hydrogen drive. The invention makes use of the reaction of a metal hydride with water - the so-called hydrolysis - in order to generate hydrogen if necessary. In contrast to a conventional hydrogen storage in which the hydrogen is stored at pressures of up to 700 bar, but here are no such high pressures necessary. Before the reaction is started, only the metal hydride and the water have to be stored, which, especially in comparison to hydrogen tanks, does not require any major safety requirements. Even in the reaction only pressures of, for example, some bar occur, especially since the hydrogen is also taken immediately after the reaction, ie after the formation and either in the
Wasserstoffantrieb verbraucht oder in dem ohnehin vorhandenen Wasserstofftank gespeichert wird. Damit kann ohne große Sicherheitsanforderungen eine einfache Art der Notversorgung mit Wasserstoff bereitgestellt werden. Hydrogen drive consumed or stored in the already existing hydrogen tank. Thus, a simple type of emergency supply of hydrogen can be provided without great safety requirements.
Als Metallhydrid kommt dabei wenigstens eines von Titanhydrid, Zirkonhydrid, At least one of titanium hydride, zirconium hydride,
Yttriumhydrid, Natriumhydrid und Magnesiumhydrid in Betracht, wobei Yttrium hydride, sodium hydride and magnesium hydride, wherein
Magnesiumhydrid insbesondere für großtechnische Anwendungen aufgrund derMagnesium hydride especially for large-scale applications due to
Verfügbarkeit besonders bevorzugt ist. Das Wasser kann dabei zweckmäßigerweise als destilliertes Wasser, Leitungswasser oder auch in Form einer wässrigen Lösung vorgehalten werden. Vorzugsweise wird die Reaktion des Metallhydrids mit dem Wasser erst dann in Gang gesetzt, wenn eine verbleibende Menge des Wasserstoffs in dem Wasserstoff einen vorbestimmten Wert unterschreitet. Die Menge kann dabei beispielsweise durch den in dem Wasserstoff tank vorherrschenden Druck und unter Verwendung eines Availability is particularly preferred. The water can conveniently be kept as distilled water, tap water or in the form of an aqueous solution. Preferably, the reaction of the metal hydride with the water is initiated only when a remaining amount of hydrogen in the hydrogen falls below a predetermined value. The amount may, for example, by the prevailing pressure in the hydrogen tank and using a
Druckerfassungsmittels, ggf. auch einer Temperatur unter Verwendung eines Pressure sensing means, possibly also a temperature using a
Temperaturerfassungsmittels, ermittelt werden. Auf diese Weise wird zunächst der im Wasserstoff tank vorhandene Wasserstoff aufgebraucht und erst dann die Temperature detection means to be determined. In this way, the hydrogen present in the hydrogen tank is used up first and then the
Notversorgung vorgenommen. Besonders bevorzugt ist dabei, wenn eine Emergency supply made. It is particularly preferred if a
Sicherheitseinrichtung vorgesehen wird, durch welche die Reaktion erst bei Safety device is provided, through which the reaction only at
Unterschreiten des vorbestimmten Wertes in Gang gesetzt werden kann. Auf diese Weise wird ein Missbrauch der Notversorgung verhindert, beispielsweise eine ungewünschte Reichweitenerhöhung eines Fahrzeugs, was dem Gedanken der Notversorgung zuwiderläuft. Als solche Sicherheitseinrichtung kommt insbesondere ein mechanisch oder elektro-mechanisches Ventil mit abgesicherter Betätigung in Frage. In der bevorzugten Ausführungsvariante in welcher das System als externes Falling below the predetermined value can be set in motion. In this way, an abuse of emergency care is prevented, such as a unwanted increase in range of a vehicle, which runs counter to the idea of emergency care. As such a safety device is in particular a mechanical or electro-mechanical valve with safe actuation in question. In the preferred embodiment in which the system is external
Notversorgungssystem ausgestaltet ist wird vorzugsweise das Notversorgungssystem mit dem wasserstoffbetriebenen System mittels einer Verbindungsvorrichtung, die insbesondere ein Rückschlagventil umfasst, verbunden. Hierzu kann die  Emergency supply system is configured, the emergency supply system is preferably connected to the hydrogen-powered system by means of a connecting device, which in particular comprises a check valve. For this purpose, the
Verbindungsvorrichtung, die insbesondere als Schlauch mit geeigneten Connecting device, in particular as a hose with suitable
Anschlussmitteln ausgebildet sein kann, mit den Anschlussmitteln des Connection means may be formed with the connection means of the
Notversorgungssystems verbunden werden. Ebenso kann die Verbindungsvorrichtung dann mit geeigneten Anschlussmitteln des wasserstoffbetriebenen Systems verbunden werden, welche dann insbesondere eine Verbindung zum Wasserstoff tank aufweisen. Über das Rückschlagventil lässt sich beispielsweise verhindern, dass Wasserstoff aus dem wasserstoffbetriebenen System entweicht. Damit lässt sich eine einfache  Emergency supply system. Likewise, the connecting device can then be connected to suitable connection means of the hydrogen-powered system, which then in particular have a connection to the hydrogen tank. By way of example, the check valve prevents hydrogen from escaping from the hydrogen-operated system. This can be a simple
Betankung des wasserstoffbetriebenen Systems auch dann vornehmen, wenn das Notversorgungssystem beispielsweise nicht nahe genug an das wasserstoffbetriebene System heran gebracht werden kann.  Fueling the hydrogen-powered system even if the emergency supply system, for example, can not be brought close enough to the hydrogen-powered system.
Es ist besonders bevorzugt, wenn eine solche Menge an Metallhydrid und eine solche Menge an Wasser vorgesehen werden, dass durch die Reaktion eine Menge an It is particularly preferred if such an amount of metal hydride and an amount of water are provided that the reaction by an amount of
Wasserstoff von zwischen 0,2 kg und 2 kg, vorzugsweise zwischen 0,5 kg und 1 ,5 kg, erhalten werden können. Die hierfür nötigen Mengen an Metallhydrid und Wasser können anhand der molaren Massen der beteiligten Stoffe und der Reaktionsgleichung ermittelt werden. Die molare Masse von Magnesiumhydrid (MgH2, als Beispiel für ein Metallhydrid) beträgt 26,3209 g/mol, diejenige von Wasser (H20) beträgt 18,01528 g/mol, diejenige des atomaren Wasserstoffs (H) 1 ,00794 g/mol, diejenige des molekularen Wasserstoffs (H2) beträgt 2,01588 g/mol und diejenige des Hydrogen of between 0.2 kg and 2 kg, preferably between 0.5 kg and 1, 5 kg, can be obtained. The amounts of metal hydride and water required for this can be determined on the basis of the molar masses of the substances involved and the reaction equation. The molar mass of magnesium hydride (MgH 2 , as an example of a metal hydride) is 26.3209 g / mol, that of water (H 2 0) is 18.01528 g / mol, that of atomic hydrogen (H) 1, 00794 g / mol, that of molecular hydrogen (H 2 ) is 2.01588 g / mol and that of the
Magnesiumhydroxids (Mg(OH)2) beträgt 58,33 g/mol. Die Reaktionsgleichung für die Reaktion zwischen Magnesiumhydrid und Wasser ist dabei Magnesium hydroxide (Mg (OH) 2 ) is 58.33 g / mol. The reaction equation for the reaction between magnesium hydride and water is included
MgH2 + 2 H20 <-» Mg(OH)2 + 2 H2 und diejenige der anschließenden Reaktion in beispielsweise einer Brennstoffzelle ist 2 H2 + 02 <-» 2 H20. Der Bedarf an Magnesiumhydrid für 1 kg Wasserstoff ergibt sich dann aus dem Verhältnis der molaren Massen von Magnesiumhydrid und molekularem Wasserstoff zu ca. 18 kg. Der Bedarf an Wasser für 1 kg Wasserstoff ergibt sich aus dem MgH 2 + 2 H 2 O <-> Mg (OH) 2 + 2 H 2 and that of the subsequent reaction in, for example, a fuel cell is 2 H 2 + 0 2 <-> 2 H 2 0. The requirement for magnesium hydride for 1 kg of hydrogen then results from the ratio of the molar masses of magnesium hydride and molecular hydrogen to about 18 kg. The need for water for 1 kg of hydrogen results from the
Verhältnis der molaren Massen von Wasser und atomarem Wasserstoff zu ca. 8,9 kg. Insgesamt ist damit ein Volumen von ca. 27 I für die Edukte Wasser und Ratio of molar masses of water and atomic hydrogen to about 8.9 kg. Overall, this means a volume of about 27 I for the educts water and
Magnesiumhydrid für die Erzeugung von 1 kg Wasserstoff nötig. Dies ergibt eine Reichweite von ca. 100 km. Die Reaktion findet dabei im Metallhydridspeicher statt, sodass dort das nötige Volumen vorgehalten werden muss. Zweckmäßig ist dabei ein Totvolumen von zwischen 3% und 10%, bevorzugt zwischen 5% und 7%. Für die erwähnten 27 I von Wasser und Magnesiumhydrid wären also beispielsweise ein Volumen des Magnesium hydride needed for the production of 1 kg of hydrogen. This results in a range of about 100 km. The reaction takes place in the metal hydride storage, so that there the necessary volume must be provided. It is expedient here a dead volume of between 3% and 10%, preferably between 5% and 7%. For the mentioned 27 I of water and magnesium hydride, for example, would be a volume of
Metallhydridspeichers von 28,5 I und damit ein Totvolumen von ca. 5% zweckmäßig. Metal hydride storage of 28.5 I and thus a dead volume of about 5% appropriate.
Hierzu sei angemerkt, dass das Volumen eines etwaigen Trägermaterials für das Metallhydrid bei dem Volumen des Metallhydrids berücksichtigt werden muss. It should be noted that the volume of any carrier material for the metal hydride must be taken into account in the volume of the metal hydride.
Besonders bevorzugt ist es nun, als System ein mobiles System, insbesondere ein Fahrzeug, zu verwenden, da sich gerade hier die Problematik mit der Betankung bzw. fehlenden Tankstellen stellt, sodass eine Notversorgung besonders wichtig ist. It is now particularly preferred to use a mobile system, in particular a vehicle, as the system, since this is where the problem of refueling or missing gas stations arises, so that an emergency supply is particularly important.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein wasserstoffbetriebenes System mit Notversorgung für Wasserstoff, das einen Wasserstofftank zur Versorgung eines Wasserstoffantriebs mit Wasserstoff aufweist. Der Wasserstoffantrieb kann dabei insbesondere eine Brennstoffzelle und einen Antrieb, insbesondere einen The invention further relates to a hydrogen-powered system with emergency supply for hydrogen, which has a hydrogen tank for supplying a hydrogen drive with hydrogen. The hydrogen drive can in particular a fuel cell and a drive, in particular a
Elektromotor, umfassen. Denkbar ist aber auch eine mit Wasserstoff betriebene Brennkraftmaschine. Weiterhin weist das System einen Metallhydridspeicher für Metallhydrid und einen Wasserspeicher für Wasser auf. Das System ist nun dazu eingerichtet, bei Bedarf eine Reaktion des Metallhydrids mit dem Wasser in Gang zu setzen und dabei entstehenden Wasserstoff dem Wasserstoffantrieb zuzuführen. Hierzu kann beispielsweise ein in einer den Metallhydridspeicher und den Electric motor, include. It is also conceivable, however, a hydrogen-powered internal combustion engine. Furthermore, the system has a metal hydride storage for metal hydride and a water storage for water. The system is now set up, if necessary, to initiate a reaction of the metal hydride with the water and thereby supply hydrogen to the hydrogen drive. For example, one in a metal hydride and the
Wasserspeicher verbindenden Leitung vorgesehenes Ventil, das insbesondere mechanisch oder elektromechanisch betätigbar ist, vorgesehen sein. Das Ventil kann dabei manuell oder auch automatisch, dann unter Verwendung einer geeigneten Ansteuereinheit, betätigbar sein. Water valve connecting line provided valve, which is in particular mechanically or electromechanically actuated, be provided. The valve can thereby manually or automatically, then using a suitable drive unit, be actuated.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das wasserstoffbetriebene System als mobiles System, insbesondere als Fahrzeug, ausgebildet ist. Ebenso ist es zweckmäßig, wenn das System dazu eingerichtet ist, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen. Neben Fahrzeugen kommen hier insbesondere bei Verwendung des externen It is particularly preferred if the hydrogen-operated system is designed as a mobile system, in particular as a vehicle. It is likewise expedient if the system is set up to carry out a method according to the invention. In addition to vehicles come here especially when using the external
Notversorgungsystems aber beispielsweise auch Kleinanwendungen wie Drohnen oder Wasserstofffahrräder in Frage. Emergency supply system but, for example, small applications such as drones or hydrogen bicycles in question.
Ebenfalls besonders bevorzugt ist es in einer weiteren Ausführungsvariante, als Notversorgungssystem ein mobiles System, insbesondere ein Fahrzeug, zu Likewise, in a further embodiment variant, it is also particularly preferable to use a mobile system, in particular a vehicle, as the emergency supply system
verwenden. So ist eine besonders einfache und schnelle Notversorgung des brennstoffzellenbetriebenen Systems möglich. So kann also beispielsweise mit einem Notversorgungsfahrzeug zu einem liegengebliebenen Fahrzeug, das mit Wasserstoff betrieben wird, gefahren werden, um dieses Aufzutanken. Auf diese Weise ist es nicht nötig, das Fahrzeug abzuschleppen. Dieses Notversorgungssystem ist somit nicht direkt mit dem wasserstoffbetriebenen System verbunden, sondern kann extern transportiert werden. Insbesondere bei Kleinanwendungen wie Drohnen oder use. Thus, a particularly simple and quick emergency supply of the fuel cell operated system is possible. Thus, for example, with an emergency supply vehicle to a left-over vehicle, which is operated with hydrogen, are driven to refuel this. In this way, it is not necessary to tow the vehicle. This emergency supply system is thus not directly connected to the hydrogen-powered system, but can be transported externally. Especially for small applications like drones or
Wasserstofffahrrädern wird Gewicht eingespart. Hydrogen bicycles save weight.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Notversorgungssystem zur Notversorgung eines wasserstoffbetriebenen Systems mit Wasserstoff, welches wasserstoffbetriebene System einen Wasserstofftank zur Versorgung eines Wasserstoffantriebs mit The invention further relates to an emergency supply system for emergency supply of a hydrogen-powered system with hydrogen, which hydrogen-powered system with a hydrogen tank for supplying a hydrogen drive with
Wasserstoff aufweist. Der Wasserstoffantrieb kann dabei insbesondere eine Has hydrogen. The hydrogen drive can in particular a
Brennstoffzelle und einen Antrieb, insbesondere einen Elektromotor, umfassen. Fuel cell and a drive, in particular an electric motor include.
Denkbar ist aber auch eine mit Wasserstoff betriebene Brennkraftmaschine. It is also conceivable, however, a hydrogen-powered internal combustion engine.
Das Notversorgungssystem weist nun einen Metallhydridspeicher für Metallhydrid und einen Wasserspeicher für Wasser, sowie Anschlussmittel für eine direkte und/oder indirekte Verbindung des Notversorgungssystems mit dem wasserstoffbetriebenen System auf. Solche Anschlussmittel können dabei als Zapfkupplung oder dergleichen ausgebildet sein, an welche beispielsweise ein Schlauch mit geeignetem The emergency supply system now has a metal hydride storage for metal hydride and a water storage for water, as well as connection means for a direct and / or indirect connection of the emergency supply system with the hydrogen-powered system. Such connection means may be designed as a PTO coupling or the like, to which, for example, a hose with suitable
Anschlussstück angeschlossen werden kann. Das Notversorgungssystem ist nun dazu eingerichtet, bei bestehender Verbindung mit dem wasserstoffbetriebenen System eine Reaktion des Metallhydrids mit dem Wasser in Gang zu setzen und dabei entstehenden Wasserstoff dem wasserstoffbetriebenen System zuzuführen. Hierzu kann beispielsweise ein in einer den Metallhydridspeicher und den Wasserspeicher verbindenden Leitung vorgesehenes Ventil, das Connecting piece can be connected. The emergency supply system is now set up to initiate a reaction of the metal hydride with the water when present in communication with the hydrogen-powered system, thereby supplying hydrogen produced to the hydrogen-powered system. For this purpose, for example, provided in a line connecting the metal hydride and the water storage valve provided, the
insbesondere mechanisch oder elektromechanisch betätigbar ist, vorgesehen sein. Das Ventil kann dabei manuell oder auch automatisch, dann unter Verwendung einer geeigneten Ansteuereinheit, betätigbar sein. Vorzugsweise sind der Metallhydridspeicher austauschbar und/oder der in particular mechanically or electromechanically actuated, be provided. The valve can be actuated manually or automatically, then using a suitable drive unit. Preferably, the metal hydride storage are interchangeable and / or the
Wasserspeicher nachfüllbar ausgebildet. Während Wasser sehr einfach nachzufüllen ist, ist ein Nachfüllen des Metallhydridspeichers aufgrund des nach der Reaktion darin zurückbleibenden Reaktionsprodukts nicht ohne weiteres möglich. Durch einen Austausch kann das Notversorgungssystem hingegen sehr schnell wieder  Water tank designed refillable. While water is very easy to replenish, replenishment of the metal hydride reservoir is not readily possible due to the reaction product remaining there after the reaction. By contrast, the emergency supply system can recover very quickly
einsatzbereit gemacht werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn das be made ready for use. It is particularly preferred if the
Notversorgungssystem als mobiles System, insbesondere als Fahrzeug, ausgebildet ist.  Emergency supply system is designed as a mobile system, in particular as a vehicle.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin eine Anordnung mit einem erfindungsgemäßen Notversorgungssystem und einer Verbindungsvorrichtung, die dazu eingerichtet ist, mit den Anschlussmitteln des Notversorgungssystems und mit dem The invention further relates to an arrangement with an emergency supply system according to the invention and a connecting device which is adapted to the connection means of the emergency supply system and with the
wasserstoffbetriebenen System verbunden zu werden. hydrogen-powered system to be connected.
Ebenso ist es zweckmäßig, wenn das Notversorgungssystem dazu eingerichtet ist, bei Verwendung mit dem wasserstoffbetriebenen System ein erfindungsgemäßes It is likewise expedient, if the emergency supply system is set up, to use an inventive system when used with the hydrogen-powered system
Verfahren durchzuführen. Perform procedure.
Hinsichtlich der Vorteile des erfindungsgemäßen wasserstoffbetriebenen Systems sowie vorteilhafter Ausgestaltungen sei zur Vermeidung von Wiederholungen auf obige Ausführungen zum Verfahren verwiesen, die hier entsprechend gelten. With regard to the advantages of the hydrogen-powered system according to the invention and advantageous embodiments, reference is made to the above statements on the method to avoid repetition, which apply here accordingly.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. Kurze Beschreibung der Zeichnung Figur 1 zeigt schematisch ein erfindungsgemäßes wasserstoffbetriebenes System in bevorzugter Ausführungsform, das sich zur Durchführung eines The invention is illustrated schematically by means of embodiments in the drawing and will be described below with reference to the drawing. Short description of the drawing Figure 1 shows schematically a hydrogen-powered system according to the invention in a preferred embodiment, which is suitable for carrying out a
erfindungsgemäßen Verfahrens eignet.  inventive method is suitable.
Figur 2 zeigt schematisch als besondere Ausführungsform ein erfindungsgemäßesFigure 2 shows schematically as a particular embodiment of an inventive
Notversorgungssystem, das sich zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Verfahrens eignet. Ausführliche Beschreibung der Zeichnung Emergency supply system which is suitable for carrying out a method according to the invention. Detailed description of the drawing
In Figur 1 ist ein erfindungsgemäßes wasserstoffbetriebene System 100 in einer bevorzugten Ausführungsform, beispielsweise ein Fahrzeug mit Brennstoffzelle, dargestellt, mit dem ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist. Das System 100 weist dabei einen Wasserstoff tank 1 10 für Wasserstoff auf. Über den 1 shows a hydrogen-powered system 100 according to the invention in a preferred embodiment, for example a fuel cell vehicle, with which a method according to the invention can be carried out. The system 100 in this case has a hydrogen tank 1 10 for hydrogen. On the
Wasserstoff tank 1 10, in dem Wasserstoff d für einen regulären Betrieb des Systems 100 gespeichert werden kann, kann Wasserstoff einer Brennstoffzelle 120 zugeführt werden, mittels welcher ein Antrieb 130, beispielsweise ein Elektromotor, betrieben werden kann, beispielsweise um das Fahrzeug zu bewegen. Die Brennstoffzelle 120 und der Antrieb 130 bilden dabei einen Wasserstoffantrieb. Dier Brennstoffzelle 120 setzt den Wasserstoff hier mit Sauerstoff in elektrische Energie und Wasser um.  Hydrogen tank 1 10, in which hydrogen d can be stored for regular operation of the system 100, hydrogen can be supplied to a fuel cell 120, by means of which a drive 130, for example an electric motor, can be operated, for example to move the vehicle. The fuel cell 120 and the drive 130 form a hydrogen drive. The fuel cell 120 converts the hydrogen here with oxygen into electrical energy and water.
Durch den Verbrauch von Wasserstoff d aus dem Wasserstoff tank 1 10 sinkt unweigerlich der Druck in dem Wasserstofftank 1 10. Der Druck und die Temperatur werden hier mittels eines Druckerfassungsmittel 1 1 1 , beispielsweise eines By the consumption of hydrogen d from the hydrogen tank 1 10 inevitably drops the pressure in the hydrogen tank 1 10. The pressure and the temperature are here by means of a pressure sensing means 1 1 1, for example one
Drucksensors, und eines Temperaturerfassungsmittels 1 12, beispielsweise eines Temperatursensors, erfasst, womit unter Berücksichtigung des Volumens des  Pressure sensor, and a temperature detecting means 1 12, for example, a temperature sensor, detected, thus taking into account the volume of the
Wasserstoff tan ks 1 10 eine in dem Wasserstofftank 1 10 verbleibende Menge an Wasserstoff ermittelt werden kann. Auf diese Weise kann beispielsweise auch eine verbleibende Reichweite eines Fahrzeugs errechnet werden. Hydrogen tan ks 1 10 a remaining in the hydrogen tank 1 10 amount of hydrogen can be determined. In this way, for example, a remaining range of a vehicle can be calculated.
Sinkt die Menge unter einen bestimmten Wert und damit der Druck so stark, dass die Brennstoffzelle 120 nicht mehr entsprechend mit Wasserstoff versorgt werden kann, so kommt das System zum Stillstand, beispielsweise also das Fahrzeug zum Erliegen. Ein solcher Wert ist hier zum Zwecke der Veranschaulichung mit dem Anteil d' an dem gesamten Volumen des Wasserstofftanks 1 10 dargestellt. Es versteht sich, dass sich der Wasserstoff dennoch über den gesamten Wasserstofftank verteilt. If the quantity drops below a certain value and thus the pressure is so great that the fuel cell 120 can no longer be supplied with hydrogen accordingly, the system comes to a standstill, for example the vehicle stops. Such a value is here for the purpose of illustration with the proportion d 'on the total volume of the hydrogen tank 1 10 shown. It is understood that the hydrogen nevertheless spreads over the entire hydrogen tank.
Diese bis hier beschriebenen Komponenten können Teil eines üblichen These components described herein can be part of a common
brennstoffzellenbetriebenen Systems sein und sind hier mit dem Bezugszeichen 101 bezeichnet. be fuel cell operated system and are designated here by the reference numeral 101.
Dieses System 101 wird nun um die Komponenten bzw. ein Notversorgungssystem 102 erweitert. Hierzu werden in dem brennstoffzellenbetriebenen System 100 ein Metallhydridspeicher 140 und ein Wasserspeicher 150 vorgesehen, die über eine Verbindungsleitung mit einem Ventil 151 , insbesondere einem schaltbaren Ventil, verbunden sind. Der Metallhydridspeicher 140 ist zudem über ein weiteres Ventil 141 , beispielsweise ein Rückschlagventil, sowie ggf. einen Filter 142 und einen Trockner 143 an den Wasserstofftank 1 10 angebunden. This system 101 is now extended by the components or an emergency supply system 102. For this purpose, a metal hydride storage 140 and a water storage 150 are provided in the fuel cell operated system 100, which are connected via a connecting line with a valve 151, in particular a switchable valve. The metal hydride 140 is also connected via a further valve 141, for example a check valve, and optionally a filter 142 and a dryer 143 to the hydrogen tank 1 10.
Wenn nun der Wasserstofftank 1 10 leer oder zumindest fast leer ist und insbesondere auch keine Tankstelle in Sicht ist, kann nun beispielsweise das Ventil 151 geöffnet werden, sodass Wasser a, das sich in dem Wasserspeicher 150 befindet, in den Metallhydridspeicher 140, in dem sich Metallhydrid b befindet, fließen kann. In dem Metallhydridspeicher 140 wird dann die Reaktion zwischen dem Metallhydrid undNow, if the hydrogen tank 1 10 is empty or at least almost empty and in particular no gas station is in sight, now, for example, the valve 151 can be opened so that water a, which is located in the water reservoir 150, in the metal hydride 140, in which Metal hydride b is located, can flow. In the metal hydride storage 140, the reaction between the metal hydride and
Wasser in Gang gesetzt, bei der Wasserstoff freigesetzt wird. Dieser Wasserstoff kann dann über das Ventil 141 , den Filter 142 und den Trockner 143 in den Wasserstofftank 1 10 geführt werden, wie dies mit dem Strom c gezeigt ist. Auf diese Weise steht für die Brennstoffzelle 120 wieder Wasserstoff zur Verfügung und der Antrieb kann mittels der Brennstoffzelle 120 betrieben werden. Um nun die Versorgung mit Wasserstoff, der aus der Reaktion von Metallhydrid mit Wasser entsteht, nur im Notfall zur Verfügung zu stellen, kann eine Sicherheitseinrichtung 145 vorgesehen sein, durch welche erreicht wird, dass das Ventil 151 beispielsweise nur dann geöffnet werden kann, wenn die Menge an Wasserstoff im Wasserstofftank 1 10 unter einen bestimmten Wert fällt bzw. gefallen ist. Bei diesem Wert kann es sich beispielsweise um den oben bereits erwähnten Wert d' handeln, bei dessen Erreichen bzw. Unterschreiten keine ausreichende Versorgung der Brennstoffzelle 120 mit Wasserstoff mehr möglich ist. Die Sicherheitseinrichtung 145 kann hierzu beispielsweise als elektromagnetischer oder elektromechanischer Betätiger für das Ventil 151 , das damit ein Water that releases hydrogen. This hydrogen can then be passed via the valve 141, the filter 142 and the dryer 143 in the hydrogen tank 1 10, as shown with the current c. In this way, hydrogen is again available for the fuel cell 120 and the drive can be operated by means of the fuel cell 120. In order to provide the supply of hydrogen, which arises from the reaction of metal hydride with water, only in an emergency, a safety device 145 can be provided, by which it is achieved that the valve 151 can be opened, for example, only if the Amount of hydrogen in the hydrogen tank 1 10 falls below a certain value or has fallen. This value may be, for example, the above-mentioned value d ', at the time when it is reached or not reached, sufficient supply of the fuel cell 120 with hydrogen is no longer possible. The safety device 145 can for this purpose, for example, as an electromagnetic or electromechanical actuator for the valve 151, the so
elektromechanisches Ventil darstellt, ausgebildet sein. Denkbar ist ebenso ein mechanisches Ventil, das nur unter bestimmten Bedingungen betätigbar ist. electromechanical valve, be formed. Also conceivable is a mechanical valve that can only be actuated under certain conditions.
In Figur 2 ist ein erfindungsgemäßes Notversorgungssystem 200 in einer bevorzugten Ausführungsform, beispielsweise ein Fahrzeug, dargestellt, mit dem - zusammen mit dem ebenfalls dargestellten wasserstoffbetriebenen System 101 , beispielsweise ebenfalls einem Fahrzeug, ein erfindungsgemäßes Verfahren durchführbar ist. FIG. 2 shows an emergency supply system 200 according to the invention in a preferred embodiment, for example a vehicle, with which a method according to the invention can be carried out together with the likewise hydrogen-operated system 101, for example likewise a vehicle.
Das wasserstoffbetriebenen System 101 weist dabei einen Wasserstofftank 1 10 für Wasserstoff auf. Über den Wasserstofftank 1 10, in dem Wasserstoff d für einen regulären Betrieb des brennstoffzellenbetriebenen Systems 100 gespeichert werden kann, kann Wasserstoff einer Brennstoffzelle 120 zugeführt werden, mittels welcher ein Antrieb 130, beispielsweise ein Elektromotor, betrieben werden kann, beispielsweise um das Fahrzeug zu bewegen. Die Brennstoffzelle 120 und der Antrieb 130 bilden dabei einen Wasserstoffantrieb. Die Brennstoffzelle 120 setzt den Wasserstoff hier mit Sauerstoff in elektrische Energie und Wasser um. Im Vergleich zu dem in Figur 1 dargestellten System 101 ist hier zusätzlich ein Anschlussmittel 1 15 dargestellt. The hydrogen-powered system 101 in this case has a hydrogen tank 1 10 for hydrogen. Hydrogen can be supplied to a fuel cell 120 via the hydrogen tank 110, in which hydrogen d can be stored for regular operation of the fuel cell operated system 100, by means of which a drive 130, for example an electric motor, can be operated, for example to move the vehicle , The fuel cell 120 and the drive 130 form a hydrogen drive. The fuel cell 120 converts the hydrogen here with oxygen into electrical energy and water. In comparison to the system 101 shown in FIG. 1, a connection means 15 is additionally shown here.
Der Wasserstofftank 1 10 ist an dieses Anschlussmittel 1 15, beispielsweise eineThe hydrogen tank 1 10 is connected to this connection means 1 15, for example a
Zapfkupplung, angebunden, worüber eine Befüllung des Wasserstofftanks möglich ist. Zapfkupplung, connected, about which a filling of the hydrogen tank is possible.
Das hier dargestellte externe Notversorgungssystem 200 weist nun einen The external emergency supply system 200 shown here now has a
Metallhydridspeicher 240 und einen Wasserspeicher 250 auf, die über eine Metallhydridspeicher 240 and a water storage 250 on which a
Verbindungsleitung mit einem Ventil 251 , insbesondere einem schaltbaren Ventil, verbunden sind. Der Metallhydridspeicher 240 ist zudem über ein weiteres Ventil 241 , beispielsweise ein Rückschlagventil, sowie ggf. einen Filter 242 und einen Trockner 243 an ein Anschlussmittel 247, beispielsweise eine Zapfkupplung, angebunden. Dies entspricht dem in Figur dargestellten Notversorgungssystem 102 abgesehen von dem Anschlussmittel 247. Connecting line with a valve 251, in particular a switchable valve, are connected. The metal hydride storage 240 is also connected via a further valve 241, for example a check valve, and possibly a filter 242 and a dryer 243 to a connection means 247, for example a dispensing coupling. This corresponds to the emergency supply system 102 illustrated in FIG. 1, apart from the connection means 247.
Um nun das brennstoffzellenbetriebene System 101 mit Wasserstoff zu versorgen, kann das Notversorgungssystem 200 mit dem brennstoffzellenbetriebenen System 101 verbunden werden. Dies kann direkt durch eine Verbindung der Anschlussmittel 1 15 und 247 erfolgen, vorzugsweise jedoch unter Verwendung einer Verbindungsvorrichtung 300. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Schlauch 310 handeln, an dessen beiden Enden jeweils ein Anschlussmittel 320 bzw. 321 vorgesehen ist, vorzugsweise jeweils eine Zapfkupplung. Zudem kann ein In order to supply hydrogen to the fuel cell powered system 101, the emergency supply system 200 may be connected to the fuel cell powered system 101. This can be done directly by a connection of the connection means 1 15 and 247, but preferably using a Connecting device 300. This may be, for example, a hose 310, at the two ends of each of which a connection means 320 or 321 is provided, preferably in each case a dispensing coupling. In addition, a can
Rückschlagventil 322 vorgesehen sein. Auf diese Weise ist nicht nur eine einfachere und sicherere Verbindung des brennstoffzellenbetriebenen Systems 100 mit demCheck valve 322 may be provided. In this way, not only is a simpler and safer connection of the fuel cell powered system 100 to the
Notversorgungssystems 200 möglich, sondern auch eine Verbindung über eine längere Strecke. Emergency supply system 200 possible, but also a connection over a longer distance.
Wenn eine solche Verbindung hergestellt ist, kann nun beispielsweise das Ventil 251 geöffnet werden, beispielsweise unter Verwendung eines Betätigungselements 245, sodass Wasser a, das sich in dem Wasserspeicher 250 befindet, in den If such a connection is made, for example, the valve 251 can now be opened, for example using an actuating element 245, so that water a, which is located in the water reservoir 250, in the
Metallhydridspeicher 240, in dem sich Metallhydrid b befindet, fließen kann. In dem Metallhydridspeicher 240 wird dann die Reaktion zwischen dem Metallhydrid und Wasser in Gang gesetzt, bei der Wasserstoff freigesetzt wird. Dieser Wasserstoff kann dann über das Ventil 241 , den Filter 242, den Trockner 243 und die Metal hydride storage 240, in which metal hydride b is located, can flow. In the metal hydride storage 240, the reaction between the metal hydride and water is then initiated, in which hydrogen is released. This hydrogen can then via the valve 241, the filter 242, the dryer 243 and the
Verbindungsvorrichtung 300 in den Wasserstofftank 1 10 geführt werden, wie dies mit dem Strom c gezeigt ist.  Connecting device 300 are guided into the hydrogen tank 1 10, as shown with the current c.
Auf diese Weise steht für die Brennstoffzelle 120 wieder Wasserstoff zur Verfügung und der Antrieb kann mittels der Brennstoffzelle 120 betrieben werden. Zweckmäßig ist es dabei, nur dann auf diese Weise Wasserstoff in den Wasserstofftank 1 10 zu füllen, wenn die Menge an Wasserstoff im Wasserstofftank 1 10 unter einen bestimmten Wert gefallen ist. Bei diesem Wert kann es sich beispielsweise um den oben bereits erwähnten Wert d' handeln, bei dessen Erreichen bzw. Unterschreiten keine ausreichende Versorgung der Brennstoffzelle 120 mit Wasserstoff mehr möglich ist. Dann ist eine Befüllung aufgrund des niedrigen Drucks im Wasserstoff tank 1 10 sehr einfach möglich. In this way, hydrogen is again available for the fuel cell 120 and the drive can be operated by means of the fuel cell 120. It is expedient to fill hydrogen in the hydrogen tank 1 10 only in this way if the amount of hydrogen in the hydrogen tank 1 10 has fallen below a certain value. This value may be, for example, the above-mentioned value d ', at the time when it is reached or not reached, sufficient supply of the fuel cell 120 with hydrogen is no longer possible. Then a filling due to the low pressure in the hydrogen tank 1 10 is very easy.
Auf diese Weise kann also sehr einfach eine Notversorgung mit Wasserstoff, insbesondere eine Notbetankung eines liegengebliebenen brennstoffzellenbetriebenen Fahrzeugs, erreicht werden. Da das Fahrzeug dann wieder - zumindest für eine gewisse Strecke - gefahren werden kann, muss es nicht abgeschleppt werden. In this way, therefore, it is very easy to achieve an emergency supply of hydrogen, in particular an emergency refueling of a fuel cell-powered vehicle that has been left standing. Since the vehicle can then be driven again - at least for a certain distance - it does not have to be towed.

Claims

Patentansprüche claims
1 . Verfahren zur Notversorgung eines wasserstoffbetriebenen Systems (100) mit Wasserstoff (c), welches System (100) einen Wasserstofftank (1 10) zur 1 . Method for the emergency supply of a hydrogen - powered system (100) with hydrogen (c), which system (100) comprises a hydrogen tank (1 10) for
Versorgung eines Wasserstoffantriebs (120, 130) mit Wasserstoff (d) aufweist, wobei in dem System (100) Metallhydrid (b) in einem Metallhydridspeicher (140) und Wasser (a) in einem Wasserspeicher (150) vorgesehen werden, und  Supplying hydrogen (d) to a hydrogen drive (120, 130), wherein in the system (100) metal hydride (b) is provided in a metal hydride reservoir (140) and water (a) in a water reservoir (150), and
wobei bei Bedarf eine Reaktion des Metallhydrids (b) mit dem Wasser (a) in Gang gesetzt und dabei entstehender Wasserstoff (c) für den Wasserstoffantrieb (120, 130) bereitgestellt wird.  if necessary, initiating a reaction of the metal hydride (b) with the water (a) and thereby providing hydrogen (c) for the hydrogen drive (120, 130).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei der bei der Reaktion entstehende Wasserstoff (c) direkt dem Wasserstoffantrieb (120, 130) oder dem Wasserstoff tank (1 10) zugeführt wird. 2. The method of claim 1, wherein the resulting hydrogen in the reaction (c) directly to the hydrogen drive (120, 130) or the hydrogen tank (1 10) is supplied.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Reaktion des Metallhydrids (b) mit dem Wasser (a) erst dann in Gang gesetzt wird, wenn eine verbleibende Menge des Wasserstoffs in dem Wasserstoff (1 10) einen vorbestimmten Wert (d') unterschreitet. 3. The method according to claim 1 or 2, wherein the reaction of the metal hydride (b) with the water (a) is started only when a remaining amount of hydrogen in the hydrogen (1 10) has a predetermined value (d '). below.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei eine Sicherheitseinrichtung (145) vorgesehen wird, durch welche die Reaktion erst bei Unterschreiten des vorbestimmten Wertes (d') in Gang gesetzt werden kann. 4. The method according to claim 3, wherein a safety device (145) is provided, through which the reaction can be started only when the predetermined value (d ') is exceeded.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Reaktion in Gang gesetzt wird, indem ein in einer den Metallhydridspeicher (140) und den 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the reaction is initiated by a in the metal hydride storage (140) and the
Wasserspeicher (150) verbindenden Leitung vorgesehenes Ventil (151 ) geöffnet wird.  Water storage (150) connecting line provided valve (151) is opened.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der bei der Reaktion entstehende Wasserstoff (c) mittels eines Filters (142) gefiltert und/oder mittels eines Trockners (143) getrocknet wird, bevor er dem Wasserstoffantrieb (120, 130) zugeführt wird. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the hydrogen produced in the reaction (c) by means of a filter (142) is filtered and / or dried by means of a dryer (143) before it is fed to the hydrogen drive (120, 130).
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei als Metallhydrid (b) wenigstens eines von Titanhydrid, Zirkonhydrid, Yttriumhydrid, Natriumhydrid und Magnesiumhydrid verwendet wird. 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein as the metal hydride (b) at least one of titanium hydride, zirconium hydride, yttrium hydride, sodium hydride and magnesium hydride is used.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei eine solche Menge an Metallhydrid (b) und eine solche Menge an Wasser (a) vorgesehen werden, dass durch die Reaktion eine Menge an Wasserstoff (c) von zwischen 0,2 kg und 2 kg, vorzugsweise zwischen 0,5 kg und 1 ,5 kg, erhalten werden können. 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein such an amount of metal hydride (b) and an amount of water (a) are provided that by the reaction, an amount of hydrogen (c) of between 0.2 kg and 2 kg , preferably between 0.5 kg and 1.5 kg, can be obtained.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei ein 9. The method according to any one of the preceding claims, wherein a
Metallhydridspeicher (240) und Wasser (a) in einem Wasserspeicher (250) in einem externen Notversorgungssystem (200) vorgesehen werden und wobei das Notversorgungsystem (200) erst bei Bedarf an Wasserstoff mit dem System (101 ) verbunden wird.  Metal hydride (240) and water (a) are provided in a water reservoir (250) in an external emergency supply system (200) and wherein the emergency supply system (200) is connected to the system (101) only when necessary.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Notversorgungssystem (200) mit dem 10. The method of claim 9, wherein the emergency supply system (200) with the
System (101 ) mittels einer Verbindungsvorrichtung (300), die insbesondere ein Rückschlagventil (322) umfasst, verbunden wird.  System (101) by means of a connecting device (300), which in particular comprises a check valve (322) is connected.
1 1 . Wasserstoffbetriebenes System (100) mit Notversorgung für Wasserstoff (c), mit einem Wasserstofftank (1 10) zur Versorgung eines Wasserstoffantriebs (120, 130) mit Wasserstoff (d), 1 1. Hydrogen-operated system (100) with emergency supply of hydrogen (c), with a hydrogen tank (1 10) for supplying a hydrogen drive (120, 130) with hydrogen (d),
weiterhin mit einem Metallhydridspeicher (140) für Metallhydrid (b) und einem Wasserspeicher (150) für Wasser (a),  further comprising a metal hydride reservoir (140) for metal hydride (b) and a water reservoir (150) for water (a),
wobei das System (100) dazu eingerichtet ist, bei Bedarf eine Reaktion des the system (100) being arranged to respond, if necessary, to a response of the
Metallhydrids (b) mit dem Wasser (a) in Gang zu setzen und dabei entstehenden Wasserstoff (c) dem Wassestoffantrieb (120, 130) zuzuführen. Metal hydride (b) with the water (a) in motion and the resulting hydrogen (c) to the hydrogen drive (120, 130) to supply.
12. Wasserstoffbetriebenes System (100) nach Anspruch 1 1 , das als mobiles System, insbesondere als Fahrzeug, ausgebildet ist. 12. Hydrogen-operated system (100) according to claim 1 1, which is designed as a mobile system, in particular as a vehicle.
13. Wasserstoffbetriebenes System (100) nach Anspruch 1 1 oder 12, das dazu 13. A hydrogen powered system (100) according to claim 11 or 12, further thereto
eingerichtet ist, ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10 durchzuführen. is set up to carry out a method according to one of claims 1 to 10.
14. Notversorgungssystem (200) zur Notversorgung eines wasserstoffbetriebenen Systems (100) mit Wasserstoff (c), welches wasserstoffbetriebene System (101 ) einen Wasserstofftank (1 10) zur Versorgung eines Wasserstoffantriebs (120, 130) mit Wasserstoff (d) aufweist, 14. Emergency supply system (200) for emergency supply of a hydrogen-powered system (100) with hydrogen (c), which hydrogen-powered system (101) a hydrogen tank (1 10) for supplying a hydrogen drive (120, 130) with hydrogen (d),
mit einem Metallhydridspeicher (240) für Metallhydrid (b) und einem  with a metal hydride reservoir (240) for metal hydride (b) and a
Wasserspeicher (250) für Wasser (a), und  Water storage tank (250) for water (a), and
mit Anschlussmitteln (247) für eine direkte und/oder indirekte Verbindung des with connection means (247) for a direct and / or indirect connection of the
Notversorgungssystems (200) mit dem wasserstoffbetriebenen System (100), wobei das Notversorgungssystem (200) dazu eingerichtet ist, bei bestehender Verbindung mit dem wasserstoffbetriebenen System (100), eine Reaktion des Metallhydrids (b) mit dem Wasser (a) in Gang zu setzen und dabei entstehenden Wasserstoff (c) dem Wasserstoff betriebenen System (101 ) zuzuführen. An emergency supply system (200) having the hydrogen powered system (100), wherein the emergency supply system (200) is adapted to initiate a reaction of the metal hydride (b) with the water (a) when in communication with the hydrogen powered system (100) and thereby supplying hydrogen (c) to the hydrogen-powered system (101).
15. Notversorgungssystem (200) nach Anspruch 9, wobei der Metallhydridspeicher (240) austauschbar und/oder der Wasserspeicher (250) nachfüllbar ausgebildet sind. 15. emergency supply system (200) according to claim 9, wherein the metal hydride storage (240) interchangeable and / or the water reservoir (250) are formed refillable.
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