DE102007005366B4 - Vorrichtung für optimale Adsorption und Desorption von Gasen unter Verwendung von hochporösen Gasspeichermaterialien - Google Patents

Vorrichtung für optimale Adsorption und Desorption von Gasen unter Verwendung von hochporösen Gasspeichermaterialien Download PDF

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Abstract

System aus einer Vielzahl von Vorrichtungen (200; 300; 400) zum wahlweisen Adsorbieren von Gas während Adsorptionsprozessen und Desorbieren von Gas während Desorptionsprozessen, wobei jede dieser Vorrichtungen (200; 300; 400) umfasst: ein Rohr (102) mit: einer porösen Seitenwand (104), die ein erstes Ende und ein entgegengesetztes zweites Ende aufweist; einem ersten Endformstück (106; 316; 406), das in abgedichteter Weise mit dem ersten Ende verbunden ist; und einem zweiten Endformstück (108; 318; 408), das in abgedichteter Weise mit dem zweiten Ende verbunden ist; und ein partikuläres, poröses Gasspeichermaterial (110; 314; 410), das in dem Rohr (102) angeordnet ist; wobei die Porosität der Seitenwand so vorgegeben ist, dass ein Hindurchgelangen des Materials (110; 314; 410) verhindert wird; und wobei die Porosität der Seitenwand (104) ferner so vorgegeben ist, dass ermöglicht wird, dass während Adsorptionsprozessen Gas durch die Seitenwand (104) hindurchgelangt und von dem Material (110;...

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Systeme nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie dem des Patentanspruchs 4. Sie bezieht sich auf die Adsorption und Desorption von Gasen und insbesondere auf eine Vorrichtung für optimale Adsorption und Desorption von Gasen unter Verwendung von hochporösen Gasspeichermaterialien gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise aus der US 2005/0188847 A1 bekannt geworden ist.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Hinsichtlich der Prozesse zur Speicherung von Gasen, beispielsweise von Wasserstoff, Erdgas usw., mittels Adsorption ist die Entwicklung hochporöser Materialien Gegenstand der jüngsten Forschung. Bis heute gibt es Gasadsorptions-Speichersysteme nur für Anwendungen, die Metallhybridpulver verwenden, worin beispielsweise Wasserstoffmoleküle aufgespaltet werden und die Protonen chemisch an das Wirtsmaterial gebunden oder an Zwischenstellen des Metallgitters gelagert werden, was auch als Wasserstoff-(H2)-Absorption oder Hydrierung bezeichnet wird. Anwendungen (z. B. für Fahrzeuge und Unterseeboote) sind mit Hochdruckgefäßen mit Kammern, die die Metallhybridpulver enthalten, verbunden. Innerhalb der Speichergefäße befinden sich Wärmeaustauscher, da während des Absorptionsprozesses Wärmeenergien von typischerweise 30 kJ/mol H2 produziert werden. Ein hydriertes Material dehnt sich im Vergleich zu seinem Ausgangszustand normalerweise um 20% bis 30% im Volumen aus. Somit muss auch das Problem der Ausdehnung/Schrumpfung des Wirtsmaterials während des Gebrauchs (z. B. durch Verwendung von mit Federn verbundenen Fächern) gelöst werden.
  • Hinsichtlich der Adsorptionsprozesse zur Speicherung von Gasen sind im Stand der Technik hochporöse Gasspeichermaterialien, die für die Adsorption und Desorption von Gasen geeignet sind, bekannt. Solche Materialien sind beispielsweise Aktivkohle, metall-organische Gerüste (MOFs und MILs), Nanowürfel, Koordinationspolymere (CPs), Preussisch-Blau-Analoga oder Polymere mit intrinsischer Mikroporosität. Eine Beschreibung von hochporösen Gasspeichermaterialien findet sich in den von Professor Yaghi an der Universität von Michigan geschriebenen und in Science magazine veröffentlichten Artikeln (Systematic Design of Pore Size and Functionality of Isoreticular MOFs and Their Application in Methane Storage, Science, Bd. 295, 18. Januar 2002; Hydrogen Storage in Microporous Metal-Organic Frameworks, Science, Bd. 300, 16. Mai 2003). Außerdem sind in einer Presseverlautbarung von Dr. Ulrich Müller von der BASF, 28./29. 10. 2002, ”Nano-cubes for Hydrogen Storage”, MOFs dort als ”Nanowürfel” beschrieben. Hochporöse Polymere, die als Gasspeichermaterialien geeignet sind, sind außerdem in einem Artikel in Materials Today, April 2004, ”Microporous Polymeric Materials” beschrieben. Alle diese hochporösen Gasspeichermaterialien besitzen Oberflächendichten von 3.000 m2/g (Aktivkohle, MOF5) bis über 4.500 m2/g (MOF177, NATURE, Bd. 427, 5. Februar 2004, ”A Route to High Surface Area Porositiy and Inclusion of Large Molecules in Crystals”). Unlängst entwickelte MOFs (MILs) wie etwa Nanowürfel haben Oberflächendichten nachgewiesen, die größer sind als 5.000 m2/g, d. h. MIL 101 mit 5.600 m2/g (MIL-101 ist ein neues, ungewöhnlich poröses Material, dessen Elementarzelle ein beispielloses Volumen von etwa 702.000 Kubik-Angström besitzt, was bedeutet, dass der Feststoff etwa 90% leerem Raum entspricht, sobald die Lösemittelmoleküle, die normalerweise seine Poren füllen, entfernt sind. Es hat außerdem Poren, die einen Durchmesser von 29 oder 34 Angström besitzen und eine innere Oberfläche von 5.900 m2/g aufzuweisen (Science 2005, 309, 2040).
  • Bedingt durch ihre hohe Porosität (wobei typische Massendichten im Bereich zwischen 0,3 und 0,6 g/cm3 liegen) und ihre große Oberfläche könnten hochporöse Gasspeichermaterialien für die Speicherung von Gasen wie etwa Methan und Wasserstoff verwendet werden. Das Gas wird (mit Hilfe sehr schwacher van der Waalscher Kräfte) an den großen Oberflächen als Monoschicht (in den meisten Fällen) adsorbiert. Diese hochporösen Gasspeichermaterialien sind gewöhnliche feine Pulver. Um die Volumendichte zu erhöhen, könnten sie verdichtet werden, um zu einem feinen oder groben Granulat (Kügelchen) geformt zu werden. Dieses Granulat weist eine höhere Massendichte von z. B. etwa 0,7 g/cm3, jedoch auch eine bis zu 30% betragende Verkleinerung der Oberfläche auf. Diese hochporösen Gasspeichermaterialien können in ein Druckgefäß gefüllt werden. Die während des Adsorptionsprozesses erzeugte Wärme (Adsorptionsenergie zwischen etwa 3 und 6 kJ/mol H2 bei MOFs und etwa 6 kJ/mol H2 bei Aktivkohle) sollte durch einen Wärmeaustauscher kompensiert werden. In Abhängigkeit von dem Gas, beispielsweise H2 oder Erdgas, kann es Umgebungstemperatur- und Tieftemperatur-Betriebsarten geben.
  • Das gespeicherte Gas wird durch Desorption aus dem Gefäß entfernt. Eine Desorption tritt durch eine Verringerung des Gasdrucks und eine geeignete Zufuhr von Wärmeenergie ein. Die zugeführte und die abgeführte Wärmeenergie ist größer als die Adsorptions-/Desorptionsenergien.
  • Gasadsorptionstechnologien werden gegenwärtig hauptsächlich zu Gasreinigungszwecken (z. B. Druckwechsel-Adsorption) anstatt zur Speicherung und Wiedergewinnung von Gasen durch Adsorption bzw. Desorption angewandt. Eine typische Reinigungsanwendung in der Kraftfahrzeugindustrie ist ein mit Benzin- oder Dieselkraftstofftanks verbundener Spülbehälter. Diese Behälter fangen verdampfte Kohlenwasserstoffe von Kraftfahrzeugen zur Steuerung von Tages- und Heißabstellzuständen sowie in dem anspruchsvolleren Kraftstoffbefüllzyklus zwischenzeitlich auf und speichern diese.
  • Außerdem erfüllt ein einfaches Befüllen eines Druckgefäßes mit einem hochporösen Gasspeichermaterial optimale Gasstrom- und Wärmeabfuhranforderungen nicht. Für eine optimierte Adsorption und Desorption des gespeicherten Gases ist eine strukturierte Anordnung des hochporösen Gasspeichermaterials notwendig.
  • Ferner sind gegenwärtig, obwohl Speichersysteme, die Metallhybridpulver für die Gasabsorption verwenden, bekannt sind, keine Speichersysteme und keine Speichervorrichtung für optimale Adsorption und Desorption von Gasen unter Verwendung von hochporösen Gasspeichermaterialien verfügbar.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Daher wird auf dem Fachgebiet ein Speichersystem für optimale Adsorption und Desorption von Gasen unter Verwendung von hochporösen Gasspeichermaterialien benötigt.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG und Lösung des Aufgabe
  • Dieser Notwendigkeit wird die vorliegende Erfindung durch ein System gerecht, das die Merkmale des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 4 aufweist.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen dazu sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die vorliegende Erfindung ist ein Gasspeichersystem oder eine Gasspeichervorrichtung für optimale Adsorption und Desorption von Gasen, vorzugsweise von Wasserstoff oder Erdgas, unter Verwendung von hochporösen Gasspeichermaterialien, beispielsweise von Aktivkohle, metall-organischen Gerüsten (MOFs und MILs), Nanowürfeln, Koordinationspolymeren (CPs) oder Polymeren mit intrinsischer Mikroporosität in Partikelform, entweder als Pulver oder in körniger Form (Kügelchen), wobei das hochporöse Gasspeichermaterial in der Weise angeordnet ist, dass bei angemessenen Temperaturen und Drücken ein im Allgemeinen freies Hindurchströmen von Gasen während Adsorptions- und Desorptionsprozessen möglich ist und außerdem eine reichliche Abfuhr bzw. Zufuhr von Wärmeenergie während Adsorptions- und Desorptionsprozessen möglich ist, wodurch eine optimale Adsorption und Desorption der Gase verschafft wird.
  • Die vorliegende Erfindung verwendet Hohlrohre, wobei jedes Rohr eine Seitenwand mit einer sehr fein perforierten Web- oder Vliesstruktur besitzt. Die Seitenwand ist vorzugsweise zylindrisch, jedoch kann sie anderweitig, beispielsweise polygonal, geformt sein, und ist porös, wobei sie beispielsweise aus einem gewebten (gewirkten) Fasermaterial, synthetischen Materialien, Glas- oder Metallfasern oder synthetischen Vliesmaterialien gefertigt ist, in die das oben beschriebene hochporöse Gasspeichermaterial eingebracht ist, wobei die Größe der Poren oder Perforationen des Vliesmaterials oder des gewebten (gewirkten) Fasermaterials der Porosität der Seitenwand kleiner ist als die Größe der Pulverpartikel oder Kügelchen des hochporösen Gasspeichermaterials, um so das hochporöse Gasspeichermaterial in den Rohren zu halten. Die Enden der Rohre sind durch Endformstücke, die beispielsweise konisch geformte Abschnitte besitzen können, um ihre Abdichtfähigkeit zu verbessern, und falls erforderlich mit einem geeigneten Klebstoff an den Rohren befestigt sein können, dicht verschlossen, um das hochporöse Gasspeichermaterial in den Rohren zu halten. Die Seitenwandporosität ist derart, dass die Größe der Poren oder Perforationen der sehr fein perforierten gewebten Seitenwand oder Vliesseitenwand im Allgemeinen ein freies Strömen von Gas durch die Seitenwand während Adsorptions- und Desorptionsprozessen, eine reichliche Abfuhr bzw. Zufuhr von Wärmeenergie während Adsorptions- und Desorptionsprozessen sowie das Verhindern des Verlustes oder des Austritts des hochporösen Gasspeichermaterials aus den Rohren ermöglicht.
  • Um das von dem hochporösen Gasspeichermaterial adsorbierte Gas in den Rohren zu desorbieren, tritt ein geeignet erwärmtes zweites Gas, vorzugsweise dasselbe Gas wie das adsorbierte Gas, unter einem geeigneten Druck in die Rohre ein, indem es in die sehr fein perforierte gewebte oder gevliesten Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen eindringt, wobei das zweite Gas dem hochporösen Gasspeichermaterial die erforderliche Desorptionsenergie verschafft und dabei als konvektives Heizmedium wirkt, das bewirkt, dass das adsorbierte Gas desorbiert wird. Das desorbierte Gas und das zweite Gas verlassen die Rohre, indem sie aus der sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen austreten.
  • Eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 1 ist ein Speichersystem aus einer Vielzahl untereinander verbundener Speichervorrichtungen, das für Umgebungs- oder Tieftemperaturanwendungen geeignet ist. Das oben erwähnte hochporöse Gasspeichermaterial ist gegen eine Heizschlange gepresst, um einen optimalen Thermokontakt zwischen der Heizschlage und dem hochporösen Gasspeichermaterial zu erreichen, was zu einer verbesserten Wärmeleitfähigkeit während des Desorptionsprozesses führt. Ein zu adsorbierendes Gas, beispielsweise Wasserstoff, tritt unter einer geeigneten Temperatur und einem geeignetem Druck in die Rohre ein, indem es in die sehr fein perforierte gewebte oder gevlieste Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen eindringt, wobei ein Teil des Gases von dem hochporösen Gasspeichermaterial adsorbiert wird. Der nicht adsorbierte Teil des Gases wird durch die durch den Adsorptionsprozess erzeugte Wärme erwärmt und verlässt die Rohre, indem er aus der sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen austritt und dabei als konvektives Kühlmedium wirkt.
  • Gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung tritt, um das von dem hochporösen Gasspeichermaterial in den Rohren adsorbierte Gas zu desorbieren, ein zweites Gas, vorzugsweise dasselbe Gas wie das adsorbierte Gas, unter einem geeigneten Druck in die Rohre ein, indem es in die sehr fein perforierte gewebte oder gevlieste Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen eindringt, wobei vorzugsweise die durch die Heizschlange erzeugte Wärme dem hochporösen Gasspeichermaterial die erforderliche Desorptionsenergie verschafft.
  • Alternativ ist das zweite Gas geeignet erwärmt, um dadurch als konvektives Heizmedium zu wirken und so gemeinsam mit der durch die Heizschlange erzeugten Wärme die für das hochporöse Gasspeichermaterial erforderliche Desorptionsenergie zu verschaffen. Das desorbierte Gas und das zweite Gas verlassen die Rohre, indem sie aus der sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen austreten.
  • Eine zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch 1 ist ein Speichersystem aus einer Vielzahl untereinander verbundener Speichervorrichtungen, die aus einem hohlen, inneren Gasverteilungsrohr mit einer porösen oder perforierten Innenrohrseitenwand bestehen, die jeweils in der Mitte eines Rohrs angeordnet sind, wodurch eine Rohr-in-Rohr-Konfiguration geschaffen ist, wobei das Rohr de facto ein ”äußeres Rohr” ist. Alternativ kann ein sehr fein perforiertes gewebtes oder gevliestes Material, beispielsweise Filz, um die Innenrohrseitenwand, die dem hochporösen Gasspeichermaterial zugewandt ist, (d. h. um die äußere Oberfläche des inneren Gasverteilungsrohrs) gewickelt sein. In jedem Fall besitzt die innere Seitenwand eine Porosität, bei der die Größe der Poren oder Perforationen so bemessen ist, dass verhindert wird, dass das hochporöse Gasspeichermaterial in das innere Gasverteilungsrohr eindringt.
  • In Übereinstimmung mit der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das innere Gasverteilungsrohr aus einem Material, beispielsweise einem Material mit einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit, konstruiert, wobei ein solcher Temperaturgradient längsseits des inneren Gasverteilungsrohrs gebildet ist, dass längsseits des inneren Gasverteilungsrohrs eine stetige Temperaturverteilung vorhanden ist, woraus sich längsseits des inneren Gasverteilungsrohrs eine stetige Gasadsorption und -desorption ergibt. Die innere Seitenwand führt in abgedichteter Weise durch eines der Endformstücke und ist an dem anderen der Endformstücke dicht verschlossen.
  • Ein zu adsorbierendes Gas, beispielsweise Wasserstoff, wird unter einer geeigneten Temperatur und einem geeigneten Druck in das innere Gasverteilungsrohr eingeleitet, wobei es in den Bereich, der das hochporöse Gasspeichermaterial enthält, durch die Poren oder Perforationen der Innenrohrseitenwand des inneren Gasverteilungsrohrs und, falls die äußere Oberfläche der Seitenwand des inneren Gasverteilungsrohrs mit einem sehr fein perforierten Web- oder Vliesmaterial umwickelt ist, dann auch durch dessen Poren oder Perforationen eindringt, wobei ein Teil des Gases von dem hochporösen Gasspeichermaterial adsorbiert wird. Der nicht adsorbierte Teil des Gases wird durch die durch den Adsorptionsprozess erzeugte Wärme erwärmt und verlässt das (äußere) Rohr, indem er aus der sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen austritt und dabei als konvektives Kühlmedium wirkt.
  • Um das von dem hochporösen Gasspeichermaterial adsorbierte Gas zu desorbieren, wird ein geeignet erwärmtes Gas, vorzugsweise dasselbe Gas wie das adsorbierte Gas, unter einem geeigneten Druck in das innere Gasverteilungsrohr eingeleitet, wobei es in den Bereich, der das hochporöse Gasspeichermaterial enthält, durch die Poren oder Perforationen der inneren Seitenwand und, falls die äußere Oberfläche des inneren Gasverteilungsrohrs mit einem sehr fein perforierten Web- oder Vliesmaterial umwickelt ist, auch durch die Poren oder Perforationen dessen Gewebes oder Vlieses eindringt, wobei das zweite Gas dem hochporösen Gasspeichermaterial die erforderliche Desorptionsenergie verschafft und dabei als konvektives Heizmedium wirkt, das bewirkt, dass das adsorbierte Gas desorbiert wird. Das desorbierte Gas und das zweite Gas verlassen das (äußere) Rohr, indem sie aus seiner sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen austreten.
  • Eine dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist ein Speichersystem aus einer Vielzahl untereinander verbundener Speichervorrichtungen, die aus einem hohlen inneren Wärmeaustauscherrohr oder einer solchen Röhre mit ununterbrochener (d. h. nicht poröser oder nicht perforierter) Seitenwand, vorzugsweise einem Leiter, hier als Wärmeaustauscher bezeichnet, bestehen, die jeweils in der axialen Mitte eines Rohrs angeordnet sind und durch dessen Endformstücke führen, wobei das Rohr nun wiederum ein de facto ”äußeres Rohr” ist.
  • Das hochporöse Gasspeichermaterial ist gegen den Wärmeaustauscher gepresst, um einen optimalen Thermokontakt zwischen dem Wärmeaustauscher und dem hochporösen Gasspeichermaterial zu erreichen, was zu einer verbesserten Wärmeleitfähigkeit während der Adsorption- und Desorptionsprozesse führt, wobei während des Adsorptionsprozesses ein Kühlmedium mit einer geeigneten Temperatur und einem geeigneten Druck durch den Wärmeaustauscher strömt, um die durch den Adsorptionsprozess erzeugte Wärme abzuführen, und während des Desorptionsprozesses eine Heizmedium mit einer geeigneten Temperatur und einem geeigneten Druck durch den Wärmeaustauscher strömt, um die erforderlichen Desorptionsenergie zuzuführen.
  • Ein zu adsorbierendes Gas, beispielsweise Wasserstoff, tritt unter einer geeigneten Temperatur und einem geeigneten Druck in das (äußere) Rohr ein, indem es in seine sehr fein perforierte gewebte oder gevlieste Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen eindringt, wobei ein Teil des Gases von dem hochporösen Gasspeichermaterial adsorbiert wird. Während des Adsorptionsprozesses strömt ein Kühlmedium mit einer geeigneten Temperatur und einem geeigneten Druck durch den Wärmeaustauscher, um die durch den Adsorptionsprozess erzeugte Wärme abzuführen. Der nicht adsorbierte Teil des Gases verlässt das (äußere) Rohr, indem er aus seiner sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen austritt. Alternativ wird der nicht adsorbierte Teil des Gases durch Wärme, die durch den Adsorptionsprozess erzeugt wird, erwärmt und verlässt das (äußere) Rohr, indem er aus seiner sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen austritt und dabei in Verbindung mit dem durch den Wärmeaustauscher strömenden Kühlmedium als konvektives Kühlmedium wirkt.
  • Um das adsorbierte Gas, das von dem hochporösen Gasspeichermaterial in dem (äußeren) Rohr adsorbiert worden ist, zu desorbieren, strömt während des Desorptionsprozesses ein Heizmedium mit einer geeigneten Temperatur und einem geeigneten Druck durch den Wärmeaustauscher, um dem hochporösen Gasspeichermaterial die erforderliche Desorptionsenergie zuzuführen. Das desorbierte Gas verlässt das (äußere) Rohr, indem es aus seiner sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen austritt.
  • Alternativ tritt ein geeignet erwärmtes zweites Gas, vorzugsweise dasselbe Gas wie das adsorbierte Gas, unter einem geeigneten Druck in das (äußere) Rohr ein, indem es in seine sehr fein perforierte gewebte oder gevlieste Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen eindringt, wobei das zweite Gas, das als konvektives Heizmedium wirkt, und ein Heizmedium mit einer geeigneten Temperatur und einem geeigneten Druck, das durch den Wärmeaustauscher strömt, gemeinsam dem hochporösen Gasspeichermaterial die erforderliche Desorptionsenergie verschaffen, um dadurch das adsorbierte Gas zu desorbieren. Das desorbierte Gas und das zweite Gas verlassen das (äußere) Rohr, indem sie aus seiner sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten äußersten Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen austreten.
  • KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die folgende Beschreibung nimmt Bezug auf die begleitenden Zeichnungen, wobei in allen Ansichten gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen.
  • 1 ist eine Querschnittsansicht einer Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht einer ersten Vorrichtung für die erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels einer zweiten Vorrichtung für die zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels einer dritten Vorrichtung für die dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5A ist eine Querschnittsansicht eines ersten Vorrichtungsverbinders gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5B ist eine Querschnittsansicht eines zweiten Vorrichtungsverbinders gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 5C ist eine Querschnittsansicht eines dritten Vorrichtungsverbinders gemäß der dritten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 6A ist eine Querschnittsansicht von verbundenen Vorrichtungen in einem ersten Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • 6B ist eine Querschnittsansicht von verbundenen Vorrichtungen in einem zweiten Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Unter den Zeichnungen ist 1 eine Querschnittsansicht einer bekannten Vorrichtung 100. Die Vorrichtung 100 besteht aus einem Hohlrohr 102 mit einer Seitenwand 104 und Endformstücken 106, 108. Die Seitenwand 104 ist porös, wobei sie aus sehr fein perforierten Web- oder Vliesmaterialien, die beispielsweise, wie oben beschrieben worden ist, aus einem gewebten (gewirkten) Fasermaterial, synthetischen Materialien, Glas- oder Metallfasern oder synthetischen Vliesmaterialien gebildet sind, konstruiert ist. Das Rohr 102 ist mit einem hochporösen Gasspeichermaterial 110 in Partikelform, entweder als Pulver oder in körniger Form (Pelletform), gefüllt. Hochporöse Gasspeichermaterialien, die für die Adsorption und die Desorption von Gasen geeignet sind, sind im Stand der Technik bekannt. Solche Materialien sind beispielsweise Aktivkohle, metallorganische Gerüste (MOFs und MILs), Nanowürfel, Koordinationspolymere (CPs) oder Polymere mit intrinsischer Mikroporosität, wie oben erwähnt worden ist.
  • Ein Gas 112 umgibt die Seitenwand 104 des Rohrs 102 unter einer geeigneten Temperatur und einem geeigneten Druck, wobei ein Eindringteil 114 des Gases in das Rohr eintritt, indem es in die sehr fein perforierte gewebte oder gevlieste Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen 116 eindringt, wobei ein adsorbierter Teil 120 des Eindringteils des Gases von dem hochporösen Gasspeichermaterial 110 adsorbiert wird. Ein nicht adsorbierter Teil 122 des Eindringteils 114 des Gases 112 wird durch die durch den Adsorptionsprozess erzeugte Wärme erwärmt. Dieser nun erwärmte nicht adsorbierte Teil 118 des Gases 112 verlässt das Rohr 102, indem er aus der sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand 104 durch deren Poren oder Perforationen 116 austritt und dabei als konvektives Kühlmedium wirkt. Das in dem Rohr 102 angeordnete hochporöse Gasspeichermaterial 110 kann falls erforderlich verdichtet sein, falls das Rohr einer Vibration oder hohen Drücken ausgesetzt ist.
  • Die Seitenwandporosität ist derart, dass die Größe der Poren oder Perforationen der sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand ein im Allgemeinen freies Strömen von Gas durch die Seitenwand der Rohre während Desorptions- und Adsorptionsprozessen, eine reichliche Abfuhr bzw. Zufuhr von Wärmeenergie während Adsorptions- und Desorptionsprozessen sowie das Verhindern des Verlustes oder Austritts des hochporösen Gasspeichermaterials aus den Rohren ermöglicht.
  • Um den adsorbierten Teil 120 des Gases 112, der von dem hochporösen Gasspeichermaterial 110 in dem Rohr 102 adsorbiert worden ist, zu desorbieren, weist ein die Seitenwand 104 des Rohrs umgebendes geeignet erwärmtes und mit einem geeigneten Druck beaufschlagtes zweites Gas 112, vorzugsweise dasselbe Gas wie das adsorbierte Gas, einen Eindringteil 114 auf, der in das Rohr eintritt, indem er in die sehr fein perforierte gewebte oder gevlieste Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen 116 eindringt, wobei das zweite Gas dem hochporösen Gasspeichermaterial die erforderliche Desorptionsenergie verschafft und dabei als konvektives Heizmedium wirkt, um zu bewirken, dass der adsorbierte Teil des Gases desorbiert. Das desorbierte Gas 122' und der Eindringteil 114' bilden gemeinsam ein Gas 118', das das Rohr 102 verlässt, indem es aus der sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand 104 durch deren Poren oder Perforationen 116 austritt.
  • 2 ist eine Querschnittsansicht einer ersten Vorrichtung 200 für die erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die erste Vorrichtung 200 ist aus der Vorrichtung 100 von 1 und einer in dem Rohr 102 angeordneten Heizschlange 202 gebildet, deren elektrische Leitungen 204, 206 durch Endformstücke 106 bzw. 108 führen. Das hochporöse Gasspeichermaterial 110 in Pulverform oder körniger Form (Pelletform) ist gegen die Heizschlange 202 gepresst, um einen optimalen Thermokontakt zwischen der Heizschlange und dem hochporösen Gasspeichermaterial zu erreichen. Die Adsorption des Eindringteils 114 des Gases 112 unter Verwendung der ersten Vorrichtung 200 geht so, wie bei der Vorrichtung 100 von 1 beschrieben worden ist, vor sich. Hochporöse Gasspeichermaterialien, die für die Adsorption und die Desorption von Gasen geeignet sind, sind im Stand der Technik bekannt. Solche Materialien sind beispielsweise Aktivkohle, metall-organische Gerüste (MOFs und MILs), Nanowürfel, Koordinationspolymere (CPs) oder Polymere mit intrinsischer Mikroporosität, wie oben erwähnt worden ist.
  • Um den adsorbierten Teil 120 des Gases 112, der von dem hochporösen Gasspeichermaterial 110 in dem Rohr 102 adsorbiert worden ist, zu desorbieren, weist ein die Seitenwand 104 des Rohrs umgebendes und mit einem geeigneten Druck beaufschlagtes zweites Gas 112, vorzugsweise dasselbe Gas wie das adsorbierte Gas, einen Eindringteil 114' auf, der in das Rohr eintritt, indem er in die sehr fein perforierte gewebte oder gevlieste Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen 116 eindringt, wobei die durch die Heizschlange 202 erzeugte Wärme dem hochporösen Gasspeichermaterial die erforderliche Desorptionsenergie verschafft, um zu bewirken, dass der adsorbierte Teil 120 des Gases 112 desorbiert. Das desorbierte Gas 122' und der Eindringteil 114' des zweiten Gases bilden gemeinsam ein Gas 118', das das Rohr 102 verlässt, indem es aus der sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand 104 durch deren Poren oder Perforationen 116 austritt.
  • Alternativ weist das die Seitenwand 104 des Rohrs umgebende, geeignet erwärmte und mit einem geeigneten Druck beaufschlagte zweite Gas 112', vorzugsweise dasselbe Gas wie das Gas 112, eine Eindringteil 114' auf, der in das Rohr eintritt, indem er in die sehr fein perforierte gewebte oder gevlieste Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen 116 eindringt und dabei als konvektives Heizmedium wirkt, wobei der Eindringteil des zweiten Gases in Verbindung mit der durch die Heizschlange 202 erzeugten Wärme dem hochporösen Gasspeichermaterial 110 die erforderliche Desorptionsenergie verschafft, um zu bewirken, dass der adsorbierte Teil 120 des Gases 112 desorbiert. Das desorbierte Gas 122' und der Eindringteil 114' des zweiten Gases 112' bilden gemeinsam ein Gas 118', das das Rohr 102 verlässt, indem es aus der sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand 104 durch deren Poren oder Perforationen 116 austritt.
  • 3 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels einer zweiten Vorrichtung 300 für die zweite bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die zweite Vorrichtung 300 besteht aus Endformstücken 316, 318 und einem inneren Gasverteilungsrohr 302, das in der axialen Mitte 308 des Rohrs 102 bekannten Vorrichtung der 1 angeordnet ist, wobei nun das Rohr 102 de facto ein ”äußeres Rohr” in Bezug auf das innere Gasverteilungsrohr in einer Rohr-in-Rohr-Konfiguration ist. Das innere Gasverteilungsrohr 302 ist aus einer inneren Seitenwand 306 gebildet, die in abgedichteter Weise durch eines der Endformstücke 318 führt, und am anderen der Endformstücke 316 dicht verschlossen. Die innere Seitenwand 306 weist darin ausgebildete Poren oder Perforationen 304 auf. In diesem Beispiel ist ein sehr fein perforiertes Web- oder Vliesabdeckmaterial 310, beispielsweise Filz, um die innere Seitenwand 306 des inneren Gasverteilungsrohrs 302 gewickelt, wobei die Seitenwand mit einer solchen Porosität versehen ist, dass die Größe der Poren oder Perforationen 312 des sehr fein perforierten Web- oder Vliesabdeckmaterials verhindert, dass das hochporöse Gasspeichermaterial 314, das in Pulverform oder körniger Form (Pelletform) in dem Bereich 324 in dem (äußeren) Rohr 102 zwischen seiner Seitenwand 104 und der inneren Seitenwand 306 angeordnet ist, in das innere Gasverteilungsrohr eindringt. Hochporöse Gasspeichermaterialien, die für die Adsorption und Desorption von Gasen geeignet sind, sind im Stand der Technik bekannt. Solche Materialien sind beispielsweise Aktivkohle, metall-organische Gerüste (MOFs und MILs), Nanowürfel, Koordinationspolymere (CPs) oder Polymere mit intrinsischer Mikroporosität, wie oben erwähnt worden ist.
  • Das um die innere Seitenwand 306 gewickelte sehr fein perforierte Web- oder Vliesabdeckmaterial 310 ist aus sehr fein perforierten Web- oder Vliesmaterialien, die beispielsweise, wie oben beschrieben worden ist, aus einem gewebten (gewirkten) Fasermaterial, synthetischen Materialien, Glas- oder Metallfasern oder synthetischen Vliesmaterialien gebildet sind, konstruiert ist.
  • In Übereinstimmung mit der der zweiten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das hohle innere Gasverteilungsrohr 302 aus einem Material, beispielsweise einem Material mit einer niedrigen Wärmeleitfähigkeit, konstruiert, wobei eine solche Temperatur längsseits des inneren Gasverteilungsrohrs gebildet ist, dass längsseits des hohlen inneren Gasverteilungsrohrs eine stetige Temperaturverteilung vorhanden ist, woraus sich längsseits des hohlen inneren Gasverteilungsrohrs eine stetige Gasadsorption oder -desorption ergibt.
  • Ein Gas 320 unter einer geeigneten Temperatur und einem geeigneten Druck wird in das innere Gasverteilungsrohr 302 eingeleitet, wobei ein Eindringteil 322 des Gases durch die Poren oder Perforationen 304 der inneren Seitenwand 306 des inneren Gasverteilungsrohrs und durch die Poren oder Perforationen 312 des Web- oder Vliesabdeckmaterials 310 in den Bereich 324, der das hochporöse Gasspeichermaterial 314 enthält, eindringt, wodurch ein adsorbierter Teil 328 des Eindringteils des Gases von dem hochporösen Gasspeichermaterial adsorbiert wird. Ein nicht adsorbierter Teil 330 des Eindringteils 322 des Gases 320 wird durch Wärme, die durch den Adsorptionsprozess erzeugt wird, erwärmt. Der nun erwärmte nicht adsorbierte Teil 326 verlässt das (äußere) Rohr 102, indem er aus seiner sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand 104 durch deren Poren oder Perforationen 116 austritt und dabei als leitendes Kühlmedium wirkt.
  • Um den adsorbierten Teil 328 des Gases 320, der von dem hochporösen Gasspeichermaterial 314 adsorbiert worden ist, zu desorbieren, wird ein geeignet erwärmtes und mit einem geeigneten Druck beaufschlagtes zweites Gas 320', vorzugsweise dasselbe Gas wie das adsorbierte Gas, in das innere Gasverteilungsrohr 302 eingeleitet, wobei ein Eindringteil 322' des zweiten Gases durch die Poren oder Perforationen 304 der inneren Seitenwand 306 des inneren Gasverteilungsrohrs und durch die Poren oder Perforationen 312 in den Bereich 324, der das hochporöse Gasspeichermaterial enthält, eindringt, wobei das zweite Gas dem hochporösen Gasspeichermaterial die erforderliche Desorptionsenergie verschafft, um zu bewirken, dass das adsorbierte Gas desorbiert, und ferner als konvektives Heizmedium wirkt. Das desorbierte Gas 330' und der Eindringteil 322' des zweiten Gases 320' bilden gemeinsam ein Gas 326' das das Rohr 102 verlässt, indem es aus der sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand 104 durch deren Poren oder Perforationen 116 austritt.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels einer dritten Vorrichtung 400 für die dritte bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die dritte Vorrichtung 400 besteht aus einem hohlen, ununterbrochenen (d. h. nicht porösen, nicht perforierten) inneren Wärmeaustauscherrohr 402 oder einer solchen Röhre, vorzugsweise einem elektrischen Leiter, hier als Wärmeaustauscher bezeichnet, das bzw. die in der axialen Mitte 404 des Rohrs 102 der Vorrichtung 100 angeordnet ist, wobei das Rohr 102 nun de facto ein ”äußeres Rohr” in Bezug auf den Wärmeaustauscher ist und in abgedichteter Weise durch Endformstücke 406, 408 führt. Das hochporöse Gasspeichermaterial 410, Partikel in Pulverform oder körniger Form (Pelletform) ist gegen den Wärmeaustauscher 402 gepresst, um einen optimalen Thermokontakt zwischen dem Wärmeaustauscher und dem hochporösen Gasspeichermaterial zu erreichen, was zu einer verbesserten Wärmeleitfähigkeit während der Adsorptions- und Desorptionsprozesse führt, wobei während des Adsorptionsprozesses ein Kühlmedium 412 mit einer geeigneten Temperatur durch den Wärmeaustauscher strömt, um die durch den Adsorptionsprozess erzeugte Wärme abzuführen, und während des Desorptionsprozesses ein Heizmedium 412' mit einer geeigneten Temperatur durch den Wärmeaustauscher strömt, um die erforderliche Desorptionsenergie zuzuführen. Hochporöse Gasspeichermaterialien, die für die Adsorption und die Desorption geeignet sind, sind im Stand der Technik bekannt. Solche Materialien sind beispielsweise Aktivkohle, metall-organische Gerüste (MOFs und MILs), Nanowürfel, Koordinationspolymere (CPs) oder Polymere mit intrinsischer Mikroporosität, wie oben erwähnt worden ist.
  • Ein Gas 414, beispielsweise Wasserstoff, unter einer geeigneten Temperatur und einem geeigneten Druck umgibt die Seitenwand 104 des (äußeren) Rohrs 102, wobei ein Eindringteil 416 des Gases in das Rohr eintritt, indem er in die sehr fein perforierte gewebte oder gevlieste Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen 116 eindringt, wobei ein adsorbierter Teil 418 des Eindringteils des Gases von dem hochporösen Gasspeichermaterial 410 adsorbiert wird. Während des Adsorptionsprozesses strömt ein Kühlmedium 412 mit einer geeigneten Temperatur und einem geeigneten Druck durch den Wärmeaustauscher 402, um die durch den Adsorptionsprozess erzeugte Wärme abzuführen, und kühlt dadurch den nicht adsorbierten Teil 420 des Eindringteils 416 des Gases 414 ab. Der nun abgekühlte nicht adsorbierte Teil 422 des Gases 414 verlässt das (äußere) Rohr 102, indem er aus der sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand 104 durch deren Poren oder Perforationen 116 austritt.
  • Alternativ wird der nicht adsorbierte Teil 420 des Gases durch Wärme, die durch den Adsorptionsprozess erzeugt wird, erwärmt und verlässt das (äußere) Rohr, indem er aus der sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen austritt und dabei in Verbindung mit dem durch den Wärmeaustauscher strömenden Kühlmedium als konvektives Kühlmedium wirkt.
  • Um den adsorbierten Teil 418 des Gases 414, der von dem hochporösen Gasspeichermaterial 410 in dem (äußeren) Rohr 102 adsorbiert worden ist, zu desorbieren, strömt während des Desorptionsprozesses ein Heizmedium 412' mit einer geeigneten Temperatur und einem geeigneten Druck durch den Wärmeaustauscher 402, um dem hochporöse Gasspeichermaterial die erforderlichen Desorptionsenergie zuzuführen und dadurch zu bewirken, dass das adsorbierte Gas desorbiert. Das desorbierte Gas 422' verlässt das (äußere) Rohr 102, indem es aus seiner sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten Seitenwand 104 durch deren Poren oder Perforationen 116 austritt.
  • Alternativ tritt ein geeignet erwärmtes zweites Gas 414, vorzugsweise dasselbe Gas wie das adsorbierte Gas, unter einem geeigneten Druck in das (äußere) Rohr als Eindringgas 416 in seine sehr fein perforierte gewebte oder gevlieste Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen ein, wobei das zweite Gas, das als konvektives Heizmedium wirkt, und ein Heizmedium mit einer geeigneten Temperatur und einem geeigneten Druck, das durch den Wärmeaustauscher strömt, gemeinsam dem hochporösen Gasspeichermaterial die erforderliche Desorptionsenergie verschaffen, um dadurch das adsorbierte Gas zu desorbieren. Das desorbierte Gas und das zweite Gas verlassen das (äußere) Rohr, indem sie aus seiner sehr fein perforierten gewebten oder gevliesten äußersten Seitenwand durch deren Poren oder Perforationen austreten.
  • Die 5A bis 5C sind Querschnittsansichten 504 bis 508 von Endformstücken 514 und 516, 518 und 520 und 522 und 524, jeweils für die erste bis dritte Vorrichtung 200 bis 400, wobei gezeigt ist, dass die Endformstücke als Seite-an-Seite-Kopplungen verwendet werden. Die Endformstücke 514 bis 524 können beispielsweise Befestigungsstreifen oder Befestigungsplatten sein und werden zum Koppeln irgendeiner Anzahl von Vorrichtungen 200 bis 400 verwendet, um so jeweils kombinierte Einheiten 504 bis 508 zu schaffen.
  • Die 6A und 6B sind Querschnittsansichten 602, 604 von gekoppelten ersten, zweiten oder dritten Vorrichtungen 606, 608, wie sie oben beschrieben worden sind, in einem ersten Behälter 610 oder einem zweiten Behälter 612 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Behälter 610, 612 ermöglichen eine Zufuhr und eine Abfuhr von Gas zu bzw. von den gekoppelten Vorrichtungen 606, 608 in der axialen Richtung in die nicht belegten Bereiche 614, 616 sowie das Verschaffen einer Unterstützung und einer Einschließung für die Seitenwand jeder Vorrichtung.
  • Die vorliegende Erfindung schafft die geeignete Anordnung von hochporösen Gasspeichern, Partikeln in Pulverform oder körniger Form, was zu Speichersystemen mit einer hohen Funktionssicherheit und Einfachheit in der Fertigung und im Betrieb führt. Dies wird durch Schaffen eines unbehinderten Pfades für die Zufuhr und Abfuhr von Gas durch eine poröse Struktur, eines optimales Thermokontaktes zum Heizen und Kühlen des Speichermaterials, einer optimalen Kompensation der Wärmeenergie beim Adsorptionsprozess, einer optimalen Zufuhr der für den Desorptionsprozess erforderlichen Wärmeenergie und eines schnellen mechanischen Prozesses bei der Installation des Speichermaterials erreicht.
  • Außerdem beseitigt die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Notwendigkeit von Wärmeaustauschern oder Heizelementen, indem sie ein erwärmtes Gas für den konvektiven Transport der erforderlichen Desorptionswärmeenergie verwenden.

Claims (5)

  1. System aus einer Vielzahl von Vorrichtungen (200; 300; 400) zum wahlweisen Adsorbieren von Gas während Adsorptionsprozessen und Desorbieren von Gas während Desorptionsprozessen, wobei jede dieser Vorrichtungen (200; 300; 400) umfasst: ein Rohr (102) mit: einer porösen Seitenwand (104), die ein erstes Ende und ein entgegengesetztes zweites Ende aufweist; einem ersten Endformstück (106; 316; 406), das in abgedichteter Weise mit dem ersten Ende verbunden ist; und einem zweiten Endformstück (108; 318; 408), das in abgedichteter Weise mit dem zweiten Ende verbunden ist; und ein partikuläres, poröses Gasspeichermaterial (110; 314; 410), das in dem Rohr (102) angeordnet ist; wobei die Porosität der Seitenwand so vorgegeben ist, dass ein Hindurchgelangen des Materials (110; 314; 410) verhindert wird; und wobei die Porosität der Seitenwand (104) ferner so vorgegeben ist, dass ermöglicht wird, dass während Adsorptionsprozessen Gas durch die Seitenwand (104) hindurchgelangt und von dem Material (110; 314; 410) adsorbiert wird, und während Desorptionsprozessen ermöglicht wird, dass von dem Material (110; 314; 410) desorbiertes Gas durch die Seitenwand (104) austritt; dadurch gekennzeichnet, dass jede Vorrichtung (200; 300; 400) ferner umfasst: (i) eine Heizschlange (202), die in dem Rohr (102) angeordnet ist und sich zwischen dem ersten und dem zweiten Endformstück (106, 108) erstreckt, und eine elektrische Leitung (204, 206) von der Heizschlange (202), die jeweils aus dem ersten und dem zweiten Endformstück (106, 108) herausführt, wobei die der Heizschlange (202) zugeführte elektrische Energie Wärmeenergie für die Desorptionsprozesse liefert; oder (ii) ein inneres Rohr (302), das in einer axialen Mitte des Rohrs (102) angeordnet ist und durch eines der ersten und zweiten Endformstücke (318) führt und am anderen der ersten und zweiten Endformstücke (316) verschlossen ist, wobei das innere Rohr (302) porös ist, wobei die Porosität des inneren Rohrs (302) so vorgegeben ist, das ein Hindurchgelangen des Materials (314) verhindert wird; und wobei die Porosität des inneren Rohrs (302) ferner so vorgegeben ist, dass während der Adsorptions- und Desorptionsprozesse ein Hindurchgelangen des Gases ermöglicht wird; oder (iii) ein inneres Rohr (402), das sich in einer axialen Mitte des Rohrs (102) befindet und durch das erste und das zweite Endformstück (406, 408) führt, wobei das innere Rohr (402) ununterbrochen ist, wobei temperaturregulierende Medien, die sich durch das innere Rohr (402) bewegen, darin eingeschlossen sind, derart, dass das Material (410) frei von den Medien bleibt; wobei die einzelnen Vorrichtungen (200; 300; 400) des Systems über die jeweiligen Endformstücke miteinander gekoppelt sind, welche als Befestigungsstreifen oder -platten ausgebildet sind.
  2. System nach Anspruch 1, wobei die Seitenwand (104) aus der Gruppe gewählt ist, die umfasst: perforierte Materialien, gewebte Materialien und Vliesmaterialien.
  3. System nach Anspruch 2, wobei das Material (110; 314; 410) aus der Gruppe gewählt ist, die umfasst: Aktivkohle, metall-organische Gerüste, Nanowürfel, Koordinationspolymere, Preussisch-Blau-Analoga und Polymere mit intrinsischer Mikroporosität.
  4. System zum wahlweisen Adsorbieren von Gas während Adsorptionsprozessen und Desorbieren von Gas während Desorptionsprozessen, das umfasst: einen Behälter (610; 612); und eine Vielzahl von innerhalb des Behälters (610; 612) befindlichen Vorrichtungen (200; 300; 400) zum wahlweisen Adsorbieren von Gas während Adsorptionsprozessen und Desorbieren von Gas während Desorptionsprozessen, wobei jede der Vorrichtungen (200; 300; 400) umfasst: ein Rohr (102) mit: einer porösen Seitenwand (104), die ein erstes Ende und ein entgegengesetztes zweites Ende aufweist; einem ersten Endformstück (106; 316; 406), das in abgedichteter Weise mit dem ersten Ende verbunden ist; und einem zweiten Endformstück (108; 318; 408), das in abgedichteter Weise mit dem zweiten Ende verbunden ist; und ein partikuläres, poröses Gasspeichermaterial (110; 314; 410), das in dem Rohr (102) angeordnet ist; wobei die Porosität der Seitenwand so vorgegeben ist, dass ein Hindurchgelangen des Materials (110; 314; 410) verhindert wird; und wobei die Porosität der Seitenwand (104) ferner so vorgegeben ist, dass ermöglicht wird, dass während Adsorptionsprozessen Gas durch die Seitenwand (104) hindurchgelangt und von dem Material (110; 314; 410) adsorbiert wird, und während Desorptionsprozessen ermöglicht wird, dass von dem Material (110; 314; 410) desorbiertes Gas durch die Seitenwand (104) austritt; dadurch gekennzeichnet, dass jede Vorrichtung (200; 300; 400) ferner umfasst: ein inneres Rohr (302), das in einer axialen Mitte des Rohrs (102) angeordnet ist und durch eines der ersten und zweiten Endformstücke (318) führt und im anderen der ersten und zweiten Endformstücke (316) verschlossen ist, wobei das innere Rohr (302) porös ist, wobei die Porosität des inneren Rohrs (302) so vorgegeben ist, dass ein Hindurchgelangen des Materials (314) verhindert wird; und wobei die Porosität des inneren Rohrs (302) ferner so vorgegeben ist, dass während der Adsorptions- und Desorptionsprozesse ein Hindurchgelangen des Gases ermöglicht wird wobei der Behälter (610; 612) das Gas, das durch die Seitenwand (104) jeder der Vorrichtungen (200; 300; 400) geht, enthält.
  5. System nach Anspruch 4, bei dem für jede oben erwähnte Vorrichtung (200; 300; 400) die Seitenwand (104) aus der Gruppe gewählt ist, die umfasst: sehr fein perforierte Materialien, gewebte Materialien und Vliesmaterialien, und das Material (110; 314; 410) aus der Gruppe gewählt ist, die umfasst: Aktivkohle, metall-organische Gerüste, Nanowürfel, Koordinationspolymere, Preussisch-Blau-Analoga und Polymere mit intrinsischer Mikroporosität; wobei die ersten Endformstücke (106; 316; 406) in einer Seite-an-Seite-Beziehung gegenseitig verbunden sind; und wobei die zweiten Endformstücke (108; 318; 408) in einer Seite-an-Seite-Beziehung gegenseitig verbunden sind.
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