DE102009034572A1 - Recovery of the compression energy in gaseous hydrogen and oxygen from the production by means of high-pressure water electrolysis - Google Patents

Recovery of the compression energy in gaseous hydrogen and oxygen from the production by means of high-pressure water electrolysis Download PDF

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Abstract

Beispielhafte Ausführungsformen umfassen eine Vorrichtung und ein damit verbundenes Verfahren zur Rückgewinnung der Verdichtungsenergie, die in Wasserstoffgas und Sauerstoffgas gespeichert ist, welche durch die Elektrolyse von Wasser in einem Hochdruck-Wasserelektrolyseur erzeugt werden. Die regenerierte Verdichtungsenergie kann rückgewonnen und in eine nutzbare Form umgewandelt werden, um Leistung an einen Hochdruck-Wasserelektrolyseur bereitzustellen oder alternativ, um nutzbare Leistung an ein verbundenes System bereitzustellen, welches Hochdruck-Wasserstoffgas oder -Sauerstoffgas verwendet, wie z.B. eine Brennstoffzelle für ein Elektrofahrzeug, oder sowohl zur Verwendung, um Leistung an den Elektrolyseur als auch an das Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug bereitzustellen.Exemplary embodiments include an apparatus and associated method for recovering the compression energy stored in hydrogen gas and oxygen gas produced by the electrolysis of water in a high pressure water electrolyzer. The regenerated compaction energy may be recovered and converted to a useable form to provide power to a high pressure water electrolyzer or, alternatively, to provide useable power to a connected system using high pressure hydrogen or oxygen gas, such as e.g. a fuel cell for an electric vehicle, or both for use to provide power to the electrolyzer as well as to the fuel cell electric vehicle.

Description

Technisches GebietTechnical area

Das Gebiet, auf das sich die Offenlegung bezieht, betrifft allgemein Energierückgewinnungssysteme und im Spezielleren die Rückgewinnung von Verdichtungsenergie, die während eines Hochdruck-Wasserelektrolyseprozesses erzeugt wird.The The field to which the disclosure relates relates generally Energy recovery systems and more specifically the recovery of compaction energy during a high-pressure water electrolysis process is produced.

Hintergrundbackground

Elektrolyseure wandeln reichlich vorhandene chemische Stoffe mit niedrigem Energieinhalt in wertvollere um, indem sie Elektrizität verwenden, um Verbindungen in Elemente oder einfachere Produkte aufzuspalten. Ein Wasserelektrolyseur ist ein System von Zellen, in dem jede Zelle zwei Elektroden enthält. In jeder Zelle wird Wasser an einer Elektrode (die als Zellenanode bezeichnet wird) oxidiert, um Sauerstoffgas zu produzieren, und an der anderen Elektrode (die als die Zellenkathode bezeichnet wird) reduziert, um Wasserstoffgas zu produzieren. Die Oxidations-Reduktions-Reaktionen werden durch eine Gleichstrom(DC)-Spannungsquelle angetrieben. Sauerstoff und Wasserstoff werden bei einer Rate, die proportional zu dem angelegten Zellenstrom ist, in einem stöchiometrischen Verhältnis – zwei Volumeneinheiten von Wasserstoff für jede von Sauerstoff – erzeugt.electrolysers convert abundant chemical substances with low energy content into more valuable ones by using electricity to make connections to split into elements or simpler products. A water electrolyzer is a system of cells in which each cell contains two electrodes. In every Cell becomes water on an electrode (referred to as cell anode is oxidized to produce oxygen gas, and at the other Electrode (referred to as the cell cathode) is reduced, to produce hydrogen gas. The oxidation-reduction reactions become driven by a direct current (DC) voltage source. oxygen and hydrogen are at a rate proportional to the applied Cell flow is, in a stoichiometric Ratio - two volume units of hydrogen for any of oxygen - generated.

Die Wasserelektrolyse scheint ideal zur Herstellung und Speicherung von Wasserstoff geeignet, der benötigt wird, um Brennstoffzellen zu betreiben, wobei insbesondere brennstoffzellenbetriebene Elektrofahrzeuge umfasst sind. In einem Hochdruck-Wasserelektrolyseur kann Wasserstoffgas bei ausreichend hohen Drücken (bis zu 10 000 Pfund pro Quadratzoll, psi) für eine Speicherung ohne die Notwendigkeit einer mechanischen Verdichtung produziert werden. Solche Systeme benötigen jedoch einen beträchtlichen Energieeinsatz, um den Hochdruck-Elektrolyseprozess anzutreiben. Überdies bleibt Sauerstoff, der in diesem Prozess erzeugt wird, ungenutzt, und wird typischerweise in die Umgebung abgegeben.The Water electrolysis seems ideal for production and storage suitable for hydrogen, which is needed to fuel cells operate, in particular fuel cell powered electric vehicles are included. In a high pressure water electrolyzer, hydrogen gas at sufficiently high pressures (up to 10,000 pounds per square inch, psi) for storage without the Need for mechanical compaction to be produced. Such systems need but a considerable one Energy use to drive the high-pressure electrolysis process. Moreover, it remains Oxygen generated in this process is wasted, and becomes typically released into the environment.

Zusammenfassung von beispielhaften Ausführungsformen der ErfindungSummary of exemplary embodiments the invention

Eine beispielhafte Ausführungsform umfasst ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Rückgewinnung der Verdichtungsenergie, die in Wasserstoffgas und Sauerstoffgas gespeichert ist, welche durch die Elektrolyse von Wasser in einem Hochdruck-Wasserelektrolyseur erzeugt werden.A exemplary embodiment comprises a method and a device for recovering the compaction energy, which is stored in hydrogen gas and oxygen gas, which by the electrolysis of water in a high pressure water electrolyzer be generated.

In einer beispielhaften Ausführungsform kann die potentielle Energie in verdichtetem Sauerstoffgas, welches als ein Nebenprodukt einer elektrolytischen Wasserstoffproduktion mittels Wasserelektrolyse in einem Hochdruck-Elektrolyseur erzeugt wird, verwendet werden, um einen Pneumatikmotor anzutreiben. Der Pneumatikmotor kann dann einen Elektrogenerator antreiben, um Elektrizität zu produzieren, und die erzeugte Elektrizität kann verwendet werden, um teilweise den Elektrolyseur zu betreiben, der ursprünglich das Sauerstoff- und das Wasserstoffgas hergestellt hat.In an exemplary embodiment the potential energy in compressed oxygen gas, which as a by-product of electrolytic hydrogen production by means of Water electrolysis is produced in a high-pressure electrolyzer, used to drive a pneumatic motor. The pneumatic motor can then power an electric generator to produce electricity, and the electricity generated can be used to partially operate the electrolyzer, the originally has produced the oxygen and the hydrogen gas.

In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die potentielle Energie in verdichtetem Wasserstoffgas als Expansionsenergie rückgewonnen werden, die wiederum einen Elektrogenerator antreiben kann.In In another exemplary embodiment, the potential Energy recovered in compressed hydrogen gas as expansion energy which in turn can drive an electric generator.

Diese elektrische Energie kann dann verwendet werden, um teilweise den Hochdruck-Elektrolyseur zu betreiben, der ursprünglich das Sauerstoff- und das Wasserstoffgas hergestellt hat.These electrical energy can then be used to partially To operate high-pressure electrolyser, originally the oxygen and hydrogen gas has produced.

In einer ähnlichen beispielhaften Ausführungsform kann die potentielle Energie sowohl aus dem verdichteten Wasserstoffgas als auch dem verdichteten Sauerstoffgas, die innerhalb des Hochdruck-Wasserelektrolyseurs erzeugt werden, als Expansionsenergie rückgewonnen werden, die wiederum einen oder mehrere Elektrogeneratoren antreiben kann. Diese elektrische Energie kann dann verwendet werden, um teilweise den Hochdruck-Wasserelektrolyseur zu betreiben, der ursprünglich das Sauerstoff- und das Wasserstoffgas hergestellt hat.In a similar one exemplary embodiment can the potential energy from both the compressed hydrogen gas as well as the compressed oxygen gas inside the high pressure water electrolyzer be recovered as expansion energy, which in turn can drive one or more electric generators. This electrical Energy can then be used to partially replace the high-pressure water electrolyzer to operate, originally the oxygen and has produced the hydrogen gas.

In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die Expansion von Wasserstoffgas auch in einem Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug verwendet werden. In dieser Ausführungsform kann das verdichtete Wasserstoffgas als Expansionsenergie rückgewonnen werden, die wiederum einen mechanischen Elektrogenerator antreiben kann. Diese elektrische Energie kann verwendet werden, um teilweise die Brennstoffzelle zu betreiben.In In yet another example embodiment, the expansion may be of hydrogen gas also used in a fuel cell electric vehicle become. In this embodiment The compressed hydrogen gas can be recovered as expansion energy which in turn drive a mechanical electric generator can. This electrical energy can be used to partial to operate the fuel cell.

In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die Expansionsenergie von Wasserstoffgas direkt als mechanische Energie von einem Pneumatikmotor verwendet werden, um den Antrieb des Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuges zu unterstützen.In In yet another exemplary embodiment, the expansion energy of hydrogen gas directly as mechanical energy from a pneumatic motor used to drive the fuel cell electric vehicle to support.

In einer noch weiteren beispielhaften Ausführungsform kann die Expansionsenergie von Wasserstoffgas sowohl in einem Hybrid-Brennstoffzellen-, als auch in einem Pneumatikfahrzeug als mechanische Energie von einem Pneumatikmotor verwendet werden, um den Antrieb des Fahrzeuges zu unterstützen, und kann ferner verwendet werden, um einen mechanischen Elektrogenerator anzutreiben, und kann verwendet werden, um ein Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug zu betreiben.In In yet another exemplary embodiment, the expansion energy of hydrogen gas in both a hybrid fuel cell, as well also in a pneumatic vehicle as mechanical energy of one Pneumatic motor used to assist the propulsion of the vehicle, and can also be used to a mechanical electric generator and can be used to power a fuel cell electric vehicle to operate.

Weitere beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden aus der hierin nachfolgend bereitgestellten detaillierten Beschreibung offensichtlich. Es sollte einzusehen sein, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele, während sie beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung offenbaren, lediglich Illustrationszwecken dienen sollen und den Schutzumfang der Erfindung nicht einschränken sollen.Further exemplary embodiments of the The invention will become more apparent from the detailed description provided hereinafter Description obviously. It should be understood that the detailed description and the specific examples while they are exemplary embodiments disclose the invention, for illustrative purposes only serve should and should not limit the scope of the invention.

Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen besser verständlich, in denen:exemplary embodiments The invention will be apparent from the detailed description and the better understood in the attached drawings, in which:

1 ein schematisches Flussdiagramm eines Systems einer beispielhaften Ausführungsform ist, welches verwendet wird, um Hochdruck-Wasserstoff- und -Sauerstoffgas unter Verwendung eines Hochdruck-Wasserelektrolyseurs zu erzeugen, und den Wasserstoff in einem Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug oder einer stationären Brennstoffzelle mit einer Rückgewinnung sowohl der chemischen Energie des Wasserstoffes als auch der Verdichtungsenergie, die in den Hochdruckgasen gespeichert ist, zu verwenden. 1 FIG. 10 is a schematic flow diagram of a system of an exemplary embodiment used to generate high pressure hydrogen and oxygen gas using a high pressure water electrolyzer and the hydrogen in a fuel cell electric vehicle or stationary fuel cell with recovery of both chemical energy. FIG of the hydrogen as well as the compression energy stored in the high pressure gases.

Detaillierte Beschreibung beispielhafter AusführungsformenDetailed description of exemplary embodiments

Die nachfolgende Beschreibung der Ausführungsform/en ist lediglich bei spielhaft (illustrativ) und soll die Erfindung, ihre Anwendung oder ihre Verwendungen in keiner Weise einschränken.The The following description of embodiment (s) is merely at play (illustrative) and the invention, its application or limit their uses in any way.

Unter nunmehriger Bezugnahme auf 1 ist ein System 10, welches Hochdruck-Wasserstoffgas und -Sauerstoffgas mittels Hochdruck-Wasserelektrolyse erzeugen kann, in einer beispielhaften Ausführungsform vorgesehen. Ein Teil des erzeugten Wasserstoffgases, der von einem Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug 11 (oder einer stationären Brennstoffzelle) verwendet werden kann, ist in der beispielhaften Ausführungsform ebenfalls veranschaulicht.Referring now to 1 is a system 10 , which can generate high-pressure hydrogen gas and oxygen gas by means of high-pressure water electrolysis, provided in an exemplary embodiment. Part of the hydrogen gas generated by a fuel cell electric vehicle 11 (or a stationary fuel cell) is also illustrated in the exemplary embodiment.

Das System 10 kann einen Hochdruck-Wasserelektrolyseur 12 umfassen, der verwendet werden kann, um Hochdruck-Wasserstoffgas und Sauerstoffgas aus Wasser zu erzeugen. Der Elektrolyseur 12 kann durch Elektrizität von einem Solarsystem-Grid 14 oder anderen herkömmlichen elektrischen Betriebsvorrichtungen (nicht gezeigt) betrieben sein.The system 10 can be a high pressure water electrolyzer 12 which can be used to produce high pressure hydrogen gas and oxygen gas from water. The electrolyzer 12 can by electricity from a solar system grid 14 or other conventional electrical operating devices (not shown).

Per Definition ist ein Hochdruck-Elektrolyseur ein Elektrolyseur auf Wasserbasis, der in der Lage ist, Wasserstoffgas und Sauerstoffgas bei Drücken bis zu etwa 10 000 Pfund pro Quadratzoll zu produzieren. Ein Beispiel für einen herkömmlichen Hochdruck-Elektrolyseur 12, der in der beispielhaften Ausführungsform verwendet werden kann, ist der Avalance Hochdruck-Elektrolyseur (erhältlich von Avalance LLC, Milford, Connecticut), der ein unipolares Alkali(KOH)-Elektrolytsystem mit zylindrischen Stahlelektrolysezellen verwendet und eine Struktur zum Ausgleichen der Wasserstoffgas- und Sauerstoffgas-Niveaus und Elektrolytniveaus umfasst, um die Gase und Elektrolyte getrennt zu halten, wie auch das Mischen des Wasserstoffgases und Sauerstoffgases zu verhindern.By definition, a high pressure electrolyzer is a water based electrolyzer capable of producing hydrogen gas and oxygen gas at pressures up to about 10,000 pounds per square inch. An example of a conventional high pressure electrolyzer 12 which can be used in the exemplary embodiment is the Avalance High Pressure Electrolyzer (available from Avalance LLC, Milford, Connecticut), which uses a unipolar alkali (KOH) electrolyte system with cylindrical steel electrolysis cells and a structure for equalizing the hydrogen gas and oxygen gas Levels and electrolyte levels to keep the gases and electrolytes separate, as well as preventing the mixing of the hydrogen gas and oxygen gas.

Wasser kann aus einem Trägertank 16 durch Verwendung einer Hochdruckpumpe (nicht gezeigt) in den Elektrolyseur 12 eingeleitet werden. Das Wasser kann einer Sauerstoffentwicklungsreaktion (Oxidationsreaktion) an der Elektrolyseur-Anode (nicht gezeigt) unterworfen werden und kann einer Wasserstoffentwicklungsreaktion (Reduktionsreaktion) an der Elektrolyseur-Kathode (nicht gezeigt) unterworfen werden, gemäß der allgemeinen Formel: H2O → H2 + ½O2 Water can come from a carrier tank 16 by using a high pressure pump (not shown) in the electrolyzer 12 be initiated. The water may be subjected to an oxygen evolution reaction (oxidation reaction) at the electrolyzer anode (not shown), and may be subjected to a hydrogen evolution reaction (reduction reaction) at the electrolyzer cathode (not shown) according to the general formula: H 2 O → H 2 + ½O 2

Das Hochdruck-Wasserstoffgas 18 und -Sauerstoffgas 20, die innerhalb des Elektrolyseurs 12 produziert werden, können getrennt unter Druck zu einem Wasserstoffgasspeichertank 22 bzw. einem Sauerstoffgasspeichertank 24 entfernt werden. In einer beispielhaften Ausführungsform kann der Druck des Wasserstoffgases 18, das entfernt wird, etwa 10 000 Pfund/Quadratzoll erreichen.The high-pressure hydrogen gas 18 and oxygen gas 20 that inside the electrolyzer 12 can be produced separately under pressure to a hydrogen gas storage tank 22 or an oxygen gas storage tank 24 be removed. In an exemplary embodiment, the pressure of the hydrogen gas 18 which is removed to reach about 10,000 pounds / square inch.

Das Hochdruck-Sauerstoffgas 20 kann dann aus dem Speichertank 24 in einen Sauerstoffgasexpansionsmotor 26 (Pneumatikmotor) eingeleitet werden. Das expandierende Sauerstoffgas innerhalb des Sauerstoffexpansionsmotors 26 kann dann einen Elektrogenerator 28 antreiben, um Elektrizität zu produzieren, und die erzeugte Elektrizität kann verwendet werden, um den Elektrolyseur 12 teilweise zu betreiben. Das expandierte Gas aus dem Pneumatikmotor 26 kann dann in die Umgebung 30 abgegeben werden.The high-pressure oxygen gas 20 can then leave the storage tank 24 in an oxygen gas expansion engine 26 (Pneumatic motor) are initiated. The expanding oxygen gas within the oxygen expansion engine 26 then can an electric generator 28 power to produce electricity, and the electricity generated can be used to power the electrolyzer 12 to operate partially. The expanded gas from the pneumatic engine 26 then in the area 30 be delivered.

Die Speicherung von elektrolytisch produziertem Hochdruck-Sauerstoff zusammen mit der Rückgewinnung der Verdichtungsenergie unter Verwendung eines Sauerstoffgasexpansionsmotors 26 als mechanische Energie, gefolgt von der Umwandlung der mechanischen Energie in elektrische Energie, kann die Effizienz eines Solarelektrolyseprozesses erhöhen, indem viel von der Energie genutzt wird, die in dem Hochdruck-Sauerstoff gespeichert ist. Man schätzt, dass eine Energieersparnis von etwa drei Prozent der unteren Heizwertenergie (LHV-Energie, von lower heating value) des durch die Elektrolyse in dem Elektrolyseur 12 produzierten Wasserstoffgases als elektrische Energie rückgewonnen werden kann, indem die Verdichtungsenergie in dem gespeicherten Sauerstoff in der hierin beschriebenen beispielhaften Ausführungsform (10 000 psi an gespeichertem O2) verwendet wird.The storage of electrolytically produced high pressure oxygen along with the recovery of the compression energy using an oxygen gas expansion engine 26 As mechanical energy, followed by the conversion of mechanical energy into electrical energy, can increase the efficiency of a solar electrolysis process by utilizing much of the energy stored in the high pressure oxygen. It is estimated that an energy saving of about three percent of the lower calorific value energy (LHV) of the electrolyzer in the electrolyser 12 produced hydrogen gas as electrical energy zurückge can be achieved by using the compression energy in the stored oxygen in the exemplary embodiment described herein (10,000 psi of stored O 2 ).

Das in dem Elektrolyseur 12 erzeugte Wasserstoffgas 18 kann aus dem Wasserstoffgasspeichertank 22 in einen Wasserstoffgasexpansionsmotor 32 (Pneumatikmotor) eingeleitet werden. Die Expansion von Wasserstoffgas innerhalb des Wasserstoffexpansionsmotors 32 kann dann einen Elektrogenerator 36 antreiben, um Elektrizität zu erzeugen, und die erzeugte Elektrizität kann verwendet werden, um den Elektrolyseur 12 zu betreiben. Das expandierte Wasserstoffgas kann dann zu einem Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug-Trägertank 40 befördert werden.That in the electrolyser 12 generated hydrogen gas 18 can be from the hydrogen gas storage tank 22 in a hydrogen gas expansion engine 32 (Pneumatic motor) are initiated. The expansion of hydrogen gas within the hydrogen expansion engine 32 then can an electric generator 36 power to generate electricity, and the electricity generated can be used to power the electrolyzer 12 to operate. The expanded hydrogen gas may then become a fuel cell electric vehicle carrier tank 40 to get promoted.

Die Speicherung von elektrolytisch produziertem Hochdruck-Wasserstoff zusammen mit der Rückgewinnung der Verdichtungsenergie unter Verwendung eines Wasserstoffgasexpansionsmotors 32 als mechanische Energie, gefolgt von der Umwandlung der mechanischen Energie in elektrische Energie, kann die Effizienz eines Solarelektrolyseprozesses erhöhen, indem viel von der Energie genutzt wird, die in dem Hochdruck-Wasserstoff gespeichert ist. Man schätzt, dass eine Energieersparnis von bis zu etwa sechs Prozent der unteren Heizwertenergie (LHV-Energie) des durch die Elektrolyse in dem Elektrolyseur 12 produzierten Wasserstoffgases als elektrische Energie rückgewonnen werden kann, indem die Verdichtungsenergie in dem gespeicherten Wasserstoff in der hierin beschriebenen bei spielhaften Ausführungsform (10 000 psi an gespeichertem H2) verwendet wird.The storage of electrolytically produced high pressure hydrogen along with the recovery of the compression energy using a hydrogen gas expansion engine 32 As mechanical energy, followed by the conversion of mechanical energy into electrical energy, can increase the efficiency of a solar electrolysis process by utilizing much of the energy stored in the high pressure hydrogen. It is estimated that energy savings of up to about six percent of the lower calorific value energy (LHV) of the electrolyzer in the electrolyser 12 hydrogen gas generated can be recovered as electrical energy by using the compression energy in the stored hydrogen in the exemplary embodiment described herein (10,000 psi of stored H 2 ).

Ein Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug-Trägertank 40 für ein Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug 11 kann auch mit expandierendem Wasserstoffgas aus dem Wasserstoffgasspeichertank 22 durch den Gasexpansionsmotor 32 so lange gefüllt werden, bis ein Gleichgewichtszustand im Wasserstoffgasdruck zwischen dem Wasserstoffgasspeichertank 22 und dem Trägertank 40 vorhanden ist. Dieser Gleichgewichtszustand kann vorzugsweise an einen vorbestimmten Wasserstoffgasdruck innerhalb des Trägertanks 40 gebunden sein, der einer vorbestimmten Menge von Wasserstoffgas entspricht. In diesem Gleichgewichtszustand findet eine geringe Umwandlung von Verdichtungsenergie zu mechanischer Energie in dem Wasserstoffgasexpansionsmotor 32 statt. Die anschließende Freisetzung von Wasserstoffgas aus dem Trägertank 40 zu der Brennstoffzelle 54, wie unten beschrieben, lässt zu, dass zusätzliches Wasserstoffgas aus dem Wasserstoffgasspeichertank 22 durch den Motor 32 gefüllt wird, um den Gleichgewichtszustand aufrechtzuerhalten. In der hierin gezeigten beispielhaften Ausführungsform kann der Wasserstoffgasdruck in dem Trägertank 40 bei etwa 10 000 psi gehalten werden.A fuel cell electric vehicle carrier tank 40 for a fuel cell electric vehicle 11 also can with expanding hydrogen gas from the hydrogen gas storage tank 22 through the gas expansion engine 32 be filled until an equilibrium state in the hydrogen gas pressure between the hydrogen gas storage tank 22 and the carrier tank 40 is available. This equilibrium state may preferably be at a predetermined hydrogen gas pressure within the carrier tank 40 be bound, which corresponds to a predetermined amount of hydrogen gas. In this equilibrium state, there is little conversion of compaction energy to mechanical energy in the hydrogen gas expansion engine 32 instead of. The subsequent release of hydrogen gas from the carrier tank 40 to the fuel cell 54 as described below allows for additional hydrogen gas from the hydrogen gas storage tank 22 through the engine 32 is filled to maintain the state of equilibrium. In the exemplary embodiment shown herein, the hydrogen gas pressure in the carrier tank 40 be kept at about 10,000 psi.

Der Trägertank 40 kann das verdichtete Wasserstoffgas in einem Fahrzeug 11 so lange tragen, bis es in der Brennstoffzelle 54 benötigt wird, um elektrische Leistung zu erzeugen, um das Fahrzeug 11 anzutreiben, und/oder Leistung an eine spezielle Fahrzeugkomponente bereitzustellen. Wenn nötig, kann das in dem Trägertank 40 enthaltene verdichtete Wasserstoffgas innerhalb des zweiten Wasserstoffexpansionsmotors 50 expandiert und zu der Brennstoffzelle 54 freigesetzt werden.The carrier tank 40 can the compressed hydrogen gas in a vehicle 11 wear it until it is in the fuel cell 54 needed to generate electrical power to the vehicle 11 to propel and / or provide power to a particular vehicle component. If necessary, this can be done in the carrier tank 40 contained compressed hydrogen gas within the second hydrogen expansion engine 50 expanded and to the fuel cell 54 be released.

Bei der Brennstoffzellenumwandlung reagiert das Wasserstoffgas, das in die Brennstoffzelle 54 eintritt, mit Sauerstoff (der von einem Speichertank 58 oder von einer Einrichtung in der Nähe in die Brennstoffzelle 54 eintreten kann) in einem stöchiometrischen Verhältnis, um Wasser und Elektrizität zu produzieren, wobei die Letztere davon verwendet werden kann, um einen Elektrofahrmotor 62 zu betreiben. Der Elektrofahrmotor 62 kann die elektrische Energie in mechanische Energie umwandeln, um das Fahrzeug 11 wieder anzutreiben, wie in dem Kästchen 60 gezeigt. Zusätzliche elektrische Energie für den Elektrofahrmotor 62 kann durch den pneumatisch betriebenen Elektrogenerator 56 bereitgestellt werden.In the fuel cell conversion, the hydrogen gas that enters the fuel cell reacts 54 enters with oxygen (the one from a storage tank 58 or from a nearby facility in the fuel cell 54 may occur) in a stoichiometric ratio to produce water and electricity, the latter of which may be used to drive an electric vehicle 62 to operate. The electric motor 62 can convert the electrical energy into mechanical energy to the vehicle 11 to drive again, as in the box 60 shown. Additional electrical energy for the electric motor 62 Can by the pneumatically operated electric generator 56 to be provided.

Das expandierende Wasserstoffgas, das aus dem Trägertank 40 in den zweiten Wasserstoffexpansionsmotor 50 eintritt, kann ebenfalls verwendet werden, um einen Elektrogenerator 56 anzutreiben, und/oder kann auch in Form von mechanischer Energie den Rädern des Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuges zugeführt werden, um das Fahrzeug 11 anzutreiben, wie in dem Kästchen 60 gezeigt.The expanding hydrogen gas coming out of the carrier tank 40 into the second hydrogen expansion engine 50 can also be used to an electric generator 56 to drive, and / or can also be supplied in the form of mechanical energy to the wheels of the fuel cell electric vehicle to the vehicle 11 to drive as in the box 60 shown.

Somit sieht die hierin veranschaulichte beispielhafte Ausführungsform ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erhöhung der Effizienz der Hochdruck-Wasserstofferzeugung und einen Nutzungsprozess durch Rückgewinnen und Nutzen der in Hochdruck-Wasserstoffgas und -Sauerstoffgas gespeicherten Verdichtungsenergie auf derlei Weise vor, um Energiekosten in Verbindung mit deren Produktion und Endverbrauch zu reduzieren.Consequently sees the exemplary embodiment illustrated herein a method and apparatus for increasing the efficiency of high pressure hydrogen production and a utilization process by recovering and utilizing the high-pressure hydrogen gas and oxygen gas stored compaction energy in such a way Way ahead of energy costs in connection with their production and To reduce final consumption.

Die obige Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung ist lediglich von beispielhafter Natur und Abwandlungen davon sind daher nicht als Abweichung von dem Geist und Schutzumfang der Erfindung zu betrachten.The above description of embodiments The invention is merely exemplary in nature and modifications therefore, they are not considered a departure from the spirit and scope of protection to consider the invention.

Claims (34)

System, welches umfasst: einen Wasserelektrolyseur mit einem Wassereinlass und einem Sauerstoffgasauslass; einen Sauerstoffgasexpansionsmotor, der fluidtechnisch mit dem Sauerstoffgasauslass verbunden ist; und einen Elektrogenerator, der mit dem Sauerstoffgasexpansionsmotor verbunden ist und elektrisch mit dem Wasserelektrolyseur verbunden ist.A system comprising: a water electrolyzer having a water inlet and an oxygen gas outlet; an oxygen gas expansion engine, the fluidtech nisch is connected to the Sauerstoffgasauslass; and an electric generator connected to the oxygen gas expansion motor and electrically connected to the water electrolyzer. System nach Anspruch 1, wobei Hochdruck-Sauerstoffgas, welches in dem Wasserelektrolyseur produziert wird, innerhalb des Sauerstoffgasexpansionsmotors expandiert wird, um den Elektrogenerator anzutreiben, um Elektrizität zu produzieren, wobei die produzierte Elektrizität danach verwendet wird, um die Betreibung des Wasserelektrolyseurs zu unterstützen.The system of claim 1, wherein high pressure oxygen gas, which is produced in the water electrolyzer, within the Oxygen gas expansion engine is expanded to the electric generator to power electricity with the electricity produced being used afterwards to support the operation of the water electrolyser. System nach Anspruch 1, welches ferner einen Sauerstoffgasspeichertank umfasst, der fluidtechnisch mit und zwischen dem Sauerstoffgasauslass und dem Sauerstoffgasexpansionsmotor verbunden ist.The system of claim 1, further comprising an oxygen gas storage tank comprising, fluidly with and between the oxygen gas outlet and the oxygen gas expansion motor is connected. System nach Anspruch 1, welches ferner einen Wasserstoffgasexpansionsmotor umfasst, der fluidtechnisch mit einem Wasserstoffgasauslass an dem Hochdruck-Wasserelektrolyseur verbunden ist, wobei der Wasserstoffgasexpansionsmotor auch mit dem Elektrogenerator verbunden ist.The system of claim 1, further comprising a hydrogen gas expansion engine comprising, fluidly connected to a hydrogen gas outlet at the High-pressure water electrolyzer is connected, wherein the hydrogen gas expansion engine also connected to the electric generator. System nach Anspruch 4, wobei Hochdruck-Wasserstoffgas, das in dem Wasserelektrolyseur produziert wird, innerhalb des Wasserstoffgasexpansionsmotors expandiert wird, um den Elektrogenerator anzutreiben, um Elektrizität zu produzieren, wobei die produzierte Elektrizität danach verwendet wird, um die Betreibung des Wasserelektrolyseurs zu unterstützen.The system of claim 4, wherein high pressure hydrogen gas, which is produced in the water electrolyzer, within the hydrogen gas expansion engine is expanded to power the electric generator to produce electricity, being the electricity produced is then used to the operation of the water electrolyzer to support. System nach Anspruch 1, welches ferner umfasst: einen Wasserstoffgasexpansionsmotor, der fluidtechnisch mit dem Wasserstoffgasauslass verbunden ist; und einen zweiten Elektrogenerator, welcher mit dem Wasserstoffgasexpansionsmotor verbunden ist und elektrisch mit dem Wasserelektrolyseur verbunden ist.The system of claim 1, further comprising: one Hydrogen gas expansion engine, fluidly with the hydrogen gas outlet connected is; and a second electric generator, which is connected to the hydrogen gas expansion engine and electrically connected to the water electrolyzer. System nach Anspruch 6, wobei Hochdruck-Wasserstoffgas, das in dem Wasserelektrolyseur produziert wird, innerhalb des Wasserstoffgasexpansionsmotors expandiert wird, um den zweiten Elektrogenerator anzutreiben, um Elektrizität zu produzieren, wobei die produzierte Elektrizität danach verwendet wird, um die Betreibung des Wasserelektrolyseurs zu unterstützen.A system according to claim 6, wherein high pressure hydrogen gas, which is produced in the water electrolyzer, within the hydrogen gas expansion engine is expanded to drive the second electric generator to electricity with the electricity produced being used afterwards to support the operation of the water electrolyser. System nach Anspruch 1, welches ferner einen Wasserstoffgasspeichertank umfasst, der fluidtechnisch mit und zwischen dem Wasserstoffgasauslass und dem Wasserstoffgasexpansionsmotor verbunden ist.The system of claim 1, further comprising a hydrogen gas storage tank comprising, fluidly with and between the hydrogen gas outlet and the hydrogen gas expansion engine. System nach Anspruch 8, welches ferner umfasst: ein Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug, welches fluidtechnisch mit dem Wasserstoffgasspeichertank verbunden ist.The system of claim 8, further comprising: one Fuel cell electric vehicle, which fluidly with the Hydrogen gas storage tank is connected. System, welches umfasst: einen Wasserelektrolyseur mit einem Wassereinlass und einem Wasserstoffgasauslass; einen Wasserstoffgasexpansionsmotor, der fluidtechnisch mit dem Wasserstoffgasauslass verbunden ist; und einen Elektrogenerator, der mit dem Wasserstoffgasexpansionsmotor verbunden ist und elektrisch mit dem Wasserelektrolyseur verbunden ist.System comprising: a water electrolyzer with a water inlet and a hydrogen gas outlet; one Hydrogen gas expansion engine, fluidly with the hydrogen gas outlet connected is; and an electric generator powered by the hydrogen gas expansion engine is connected and electrically connected to the water electrolyzer is. System nach Anspruch 10, wobei Hochdruck-Wasserstoffgas, welches in dem Wasserelektrolyseur produziert wird, innerhalb des Wasserstoffgasexpansionsmotors expandiert wird, um den Elektrogenerator anzutreiben, um Elektrizität zu produzieren, wobei die produzierte Elektrizität danach verwendet wird, um die Betreibung des Wasserelektrolyseurs zu unterstützen.The system of claim 10, wherein high pressure hydrogen gas, which is produced in the water electrolyzer, within the Hydrogen gas expansion engine is expanded to the electric generator to power electricity with the electricity produced being used afterwards to support the operation of the water electrolyser. System nach Anspruch 10, welches ferner einen Wasserstoffgasspeichertank umfasst, der fluidtechnisch mit und zwischen dem Wasserstoffgasauslass und dem Wasserstoffgasexpansionsmotor verbunden ist.The system of claim 10, further comprising a hydrogen gas storage tank comprising, fluidly with and between the hydrogen gas outlet and the hydrogen gas expansion engine. System nach Anspruch 10, welches ferner umfasst: ein Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug, welches fluidtechnisch mit dem Wasserstoffgasspeichertank verbunden ist.The system of claim 10, further comprising: one Fuel cell electric vehicle, which fluidly with the Hydrogen gas storage tank is connected. System, welches umfasst: einen Wasserelektrolyseur zum Umwandeln von Wasser in ein Hochdruckgas; einen Gasspeichertank, der mit dem Wasserelektrolyseur verbunden ist; einen Gasexpansionsmotor, der fluidtechnisch mit dem Gasspeichertank verbunden ist; und einen Elektrogenerator, der mit dem Gasexpansionsmotor verbunden ist und elektrisch mit dem Wasserelektrolyseur verbunden ist, wobei das Hochdruckgas, welches in dem Wasserelektrolyseur produziert wird, innerhalb des Gasexpansionsmotors expandiert wird, um den Elektrogenerator anzutreiben, um Elektrizität zu produzieren, wobei die produzierte Elektrizität danach verwendet wird, um die Betreibung des Wasserelektrolyseurs zu unterstützen.System comprising: a water electrolyzer for converting water into a high-pressure gas; a gas storage tank, which is connected to the water electrolyzer; a gas expansion engine, fluidly connected to the gas storage tank; and one Electric generator connected to the gas expansion engine and is electrically connected to the water electrolyzer, wherein the High-pressure gas, which is produced in the water electrolyzer, within of the gas expansion engine is expanded to the electric generator to power electricity with the electricity produced being used afterwards to support the operation of the water electrolyser. System nach Anspruch 14, wobei das Hochdruckgas Hochdruck-Wasserstoffgas und Hochdruck-Sauerstoffgas umfasst.The system of claim 14, wherein the high pressure gas High-pressure hydrogen gas and high pressure oxygen gas. System nach Anspruch 15, wobei das Hochdruck-Wasserstoffgas den Wasserelektrolyseur durch einen Wasserstoffgasauslass zu einem Wasserstoffgasspeichertank verlässt, wobei der Wasserstoffgasspeichertank mit einem Wasserstoffgasexpansionsmotor verbunden ist, der elektrisch mit dem Elektrogenerator verbunden ist, wobei das Hochdruck-Wasserstoffgas innerhalb des Wasserstoffgasexpansionsmotors expandiert wird, um den Elektrogenerator anzutreiben, um Elektrizität zu produzieren, wobei die produzierte Elektrizität danach verwendet wird, um die Betreibung des Wasserelektrolyseurs zu unterstützen.The system of claim 15, wherein the high pressure hydrogen gas the water electrolyzer through a hydrogen gas outlet to a Hydrogen gas storage tank leaves, wherein the hydrogen gas storage tank with a hydrogen gas expansion engine is connected, which is electrically connected to the electric generator wherein the high pressure hydrogen gas is within the hydrogen gas expansion engine is expanded to power the electric generator to produce electricity, being the electricity produced is then used to the operation of the water electrolyzer to support. System nach Anspruch 15, wobei das Hochdruck-Sauerstoffgas den Wasserelektrolyseur durch einen Sauerstoffgasauslass zu einem Sauerstoffgasspeichertank verlässt, wobei der Sauerstoffgasspeichertank mit einem Sauerstoffgasexpansionsmotor verbunden ist, der elektrisch mit dem Elektrogenerator verbunden ist, wobei das Hochdruck-Sauerstoffgas innerhalb des Sauerstoffgasexpansionsmotors expandiert wird, um den Elektrogenerator anzutreiben, um Elektrizität zu produzieren, wobei die produzierte Elektrizität danach verwendet wird, um die Betreibung des Wasserelektrolyseurs zu unterstützen.The system of claim 15, wherein the high pressure oxygen gas the water electrolyzer through an oxygen gas outlet to a Oxygen gas storage tank leaves, wherein the oxygen gas storage tank is connected to an oxygen gas expansion engine is, which is electrically connected to the electric generator, wherein the high pressure oxygen gas expands within the oxygen gas expansion engine is to power the electric generator to produce electricity, being the electricity produced is then used to the operation of the water electrolyzer to support. System nach Anspruch 16, welches ferner umfasst: ein Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug, welches mit dem Wasserstoffgasspeichertank verbunden ist, wobei das Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug einen Brennstoffzellen-Wasserstoffgasspeichertank, einen Brennstoffzellen-Wasserstoffgasexpansionsmotor und eine Brennstoffzelle umfasst; wobei Hochdruck-Wasserstoffgas, welches innerhalb des Wasserstoffgasspeichertanks enthalten ist, zu dem Brennstoffzellen-Wasserstoffgasspeichertank geliefert und innerhalb des Wasserstoffgasexpansionsmotors expandiert werden kann, um eine Menge von Wasserstoffgas an die Brennstoffzelle bereitzustellen.The system of claim 16, further comprising: one Fuel cell electric vehicle, which with the hydrogen gas storage tank wherein the fuel cell electric vehicle is a fuel cell hydrogen gas storage tank, a fuel cell hydrogen gas expansion engine and a fuel cell includes; wherein high-pressure hydrogen gas, which within the Hydrogen gas storage tanks is included, supplied to the fuel cell hydrogen gas storage tank and expanded within the hydrogen gas expansion engine can to provide a lot of hydrogen gas to the fuel cell. System nach Anspruch 18, wobei das Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug ferner einen Elektrogenerator umfasst, der mit dem Brennstoffzellen-Wasserstoffgasexpansionsmotor verbunden ist, wobei das Hochdruck-Wasserstoffgas innerhalb des Brennstoffzellen-Wasserstoffgasexpansionsmotors expandiert wird, um den Brennstoffzellen-Elektrogenerator anzutreiben, um Elektrizität zu produzieren, wobei die produzierte Elektrizität danach verwendet wird, um die Betreibung des Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuges zu unterstützen.The system of claim 18, wherein the fuel cell electric vehicle further an electric generator connected to the fuel cell hydrogen gas expansion engine is connected, wherein the high-pressure hydrogen gas within the Fuel-cell hydrogen gas expansion engine is expanded to power the fuel cell electric generator, for electricity The produced electricity is then used to Supporting operation of the fuel cell electric vehicle. System nach Anspruch 19, welches ferner umfasst: einen Elektrofahrmotor, der mit der Brennstoffzelle verbunden ist, wobei der Elektrofahrmotor dabei unterstützt, das Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug anzutreiben.The system of claim 19, further comprising: one Electric motor, which is connected to the fuel cell, wherein the electric vehicle motor helps to drive the fuel cell electric vehicle. System nach Anspruch 20, welches ferner einen Brennstoffzellen-Elektrogenerator umfasst, der mit dem Elektrofahrmotor elektrisch verbunden ist, wobei ein Teil der Elektrizität verwendet wird, um das Antreiben des Elektrofahrmotors zu unterstützen.The system of claim 20, further comprising a fuel cell electric generator comprising, which is electrically connected to the electric motor, wherein a part of the electricity is used to assist the driving of the electric motor. System nach Anspruch 18, wobei ein Teil der mechanischen Energie, die durch Expandieren des Hochdruck-Wasserstoffgases innerhalb des Brennstoffzellen-Wasserstoffgasexpansionsmotors produziert wird, verwendet wird, um das Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug anzutreiben.The system of claim 18, wherein a portion of the mechanical Energy generated by expanding the high-pressure hydrogen gas within the fuel cell hydrogen gas expansion engine is produced, is used to power the fuel cell electric vehicle. Verfahren zum teilweisen Betreiben eines Hochdruck-Wasserelektrolyseurs, wobei das Verfahren umfasst, dass: ein Hochdruck-Wasserelektrolyseur vorgesehen wird, der einen Wassereinlass und einen Gasauslass aufweist; der Gasauslass mit einem Gasexpansionsmotor verbunden wird; der Gasexpansionsmotor mit einem Elektrogenerator verbunden wird; der Elektrogenerator elektrisch mit dem Hochdruck-Wasserelektrolyseur verbunden wird; eine Menge von Wasser in den Hochdruck-Wasserelektrolyseur eingeleitet wird; eine Menge von Hochdruckgas aus der Menge von Wasser innerhalb des Hochdruck-Wasserelektrolyseurs erzeugt wird; ein Teil des Hochdruckgases in den Gasexpansionsmotor eingeleitet wird; und der Teil des Hochdruckgases innerhalb des Gasexpansionsmotors expandiert wird, wobei die Expansion des Hochdruckgases den Elektrogenerator antreibt, um Elektrizität zu produzieren, wobei die Elektrizität in den Hochdruck-Wasserelektrolyseur eingeführt wird, um die Erzeugung des Hochdruckgases aus der Menge von Wasser teilweise anzutreiben.Method for partially operating a high pressure water electrolyzer, the method comprising: a high-pressure water electrolyzer is provided, which has a water inlet and a gas outlet; of the Gas outlet is connected to a gas expansion engine; of the Gas expansion engine is connected to an electric generator; of the Electric generator with the high pressure water electrolyzer is connected; a lot of water in the high-pressure water electrolyzer is initiated; a lot of high-pressure gas from the crowd produced by water within the high pressure water electrolyzer becomes; a portion of the high pressure gas in the gas expansion engine is initiated; and the part of the high-pressure gas inside of the gas expansion engine is expanded, the expansion of the High-pressure gas drives the electric generator to produce electricity, being the electricity is introduced into the high-pressure water electrolyzer to produce partially driving the high pressure gas from the amount of water. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das Erzeugen einer Menge von Hochdruckgas, das Einleiten eines Teiles des Hochdruckgases und das Expandieren des Teiles des Hochdruckgases umfasst, dass: eine Menge von Hochdruck-Wasserstoffgas aus der Menge von Wasser innerhalb des Hochdruck-Wasserelektrolyseurs erzeugt wird; ein Teil des Hochdruck-Wasserstoffgases in einen Wasserstoffgasexpansionsmotor durch einen Wasserstoffgasauslass eingeleitet wird; und der Teil des Hochdruck-Wasserstoffgases innerhalb des Wasserstoffgasexpansionsmotors expandiert wird, wobei die Expansion des Hochdruck-Wasserstoffgases den Elektrogenerator antreibt, um Elektrizität zu produzieren, wobei die Elektrizität in den Hochdruck-Wasserelektrolyseur eingeführt wird, um die Erzeugung des Hochdruckgases aus der Menge von Wasser teilweise anzutreiben.The method of claim 23, wherein generating an amount of high pressure gas, introducing a portion of the high pressure gas and expanding the portion of the high pressure gas comprises: generating an amount of high pressure hydrogen gas from the amount of water within the high pressure water electrolyzer; a part of the high-pressure hydrogen gas is introduced into a hydrogen gas expansion motor through a hydrogen gas outlet; and expanding the portion of the high pressure hydrogen gas within the hydrogen gas expansion engine, wherein the expansion of the high pressure hydrogen gas drives the electric generator to produce electricity, the electricity being introduced into the high pressure water electrolyzer to produce the high pressure gas from the amount of water partially accessible ben. Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Erzeugen einer Menge von Hochdruckgas, das Einleiten eines Teiles des Hochdruckgases und das Expandieren des Teiles des Hochdruckgases ferner umfasst, dass: eine Menge von Hochdruck-Sauerstoffgas aus der Menge von Wasser innerhalb des Hochdruck-Wasserelektrolyseurs erzeugt wird; ein Teil des Hochdruck-Sauerstoffgases in einen Sauerstoffgasexpansionsmotor durch einen Sauerstoffgasauslass eingeleitet wird; und der Teil des Hochdruck-Sauerstoffgases innerhalb des Sauerstoffgasexpansionsmotors expandiert wird, wobei die Expansion des Hochdruck-Sauerstoffgases den Elektrogenerator antreibt, um Elektrizität zu produzieren, wobei die Elektrizität in den Hochdruck-Wasserelektrolyseur eingeführt wird, um die Erzeugung des Hochdruckgases aus der Menge von Wasser teilweise anzutreiben.The method of claim 24, wherein generating a Amount of high-pressure gas, the introduction of a part of the high-pressure gas and further comprising expanding the part of the high-pressure gas, that: a lot of high-pressure oxygen gas from the amount of water is generated within the high pressure water electrolyzer; a part of high pressure oxygen gas into an oxygen gas expansion engine is introduced through an oxygen gas outlet; and the part the high pressure oxygen gas within the oxygen gas expansion engine is expanded, the expansion of the high-pressure oxygen gas the electric generator drives to produce electricity, the electricity is introduced into the high-pressure water electrolyzer to produce partially driving the high pressure gas from the amount of water. Verfahren nach Anspruch 25, wobei der Elektrogenerator ein Paar von Elektrogeneratoren umfasst, wobei einer des Paares von Elektrogeneratoren mit dem Wasserstoffgasexpansionsmotor verbunden ist und der andere des Paares von Elektrogeneratoren mit dem Sauerstoffgasexpansionsmotor verbunden ist; wobei die Expansion des Hochdruck-Wasserstoffgases den einen des Paares von Elektrogeneratoren antreibt, um Elektrizität zu produzieren, wobei die Elektrizität in den Hochdruck-Wasserelektrolyseur eingeführt wird, um die Erzeugung des Hochdruckgases aus der Menge von Wasser teilweise anzutreiben; und wobei die Expansion des Hochdruck-Sauerstoffgases den anderen des Paares von Elektrogeneratoren antreibt, um Elektrizität zu produzieren, wobei die Elektrizität in den Hochdruck-Wasserelektrolyseur eingeführt wird, um die Erzeugung des Hochdruckgases aus der Menge von Wasser teilweise anzutreiben.The method of claim 25, wherein the electric generator a pair of electric generators, wherein one of the pair of electric generators connected to the hydrogen gas expansion engine and the other of the pair of electric generators is connected to the oxygen gas expansion motor is; wherein the expansion of the high-pressure hydrogen gas the one of the pair of electric generators powers to produce electricity, being the electricity is introduced into the high-pressure water electrolyzer to produce partially driving the high pressure gas from the amount of water; and wherein the expansion of the high pressure oxygen gas is the other of the pair of electric generators drives to produce electricity, being the electricity is introduced into the high-pressure water electrolyzer, to the generation of the high-pressure gas from the amount of water partially drive. Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Erzeugen einer Menge von Hochdruckgas, das Einleiten eines Teiles des Hochdruckgases und das Expandieren des Teiles des Hochdruckgases umfasst, dass: eine Menge von Hochdruck-Sauerstoffgas aus der Menge von Wasser innerhalb des Hochdruck-Wasserelektrolyseurs erzeugt wird; ein Teil des Hochdruck-Sauerstoffgases durch einen Sauerstoffauslass in den Sauerstoffgasexpansionsmotor eingeleitet wird; und der Teil des Hochdruck-Sauerstoffgases innerhalb des Sauerstoffgasexpansionsmotors expandiert wird, wobei die Expansion des Hochdruck-Sauerstoffgases den Elektrogenerator antreibt, um Elektrizität zu produzieren, wobei die Elektrizität in den Hochdruck-Wasserelektrolyseur eingeführt wird, um die Erzeugung des Hochdruckgases aus der Menge von Wasser teilweise anzutreiben.The method of claim 24, wherein generating a Amount of high-pressure gas, the introduction of a part of the high-pressure gas and expanding the part of the high-pressure gas comprises: a Amount of high-pressure oxygen gas from the amount of water within the high-pressure water electrolyzer is generated; a part of High-pressure oxygen gas through an oxygen outlet in the oxygen gas expansion engine is initiated; and the part of the high-pressure oxygen gas is expanded within the oxygen gas expansion engine, wherein the expansion of the high-pressure oxygen gas the electric generator drives to electricity to produce, with the electricity in the high-pressure water electrolyzer introduced is used to generate the high-pressure gas from the amount of water partly to drive. Verfahren nach Anspruch 24, welches ferner umfasst, dass: ein Hochdruck-Wasserstoffspeichertank zwischen dem Wasserstoffgasauslass und dem Wasserstoffgasexpansionsmotor verbunden wird.The method of claim 24, further comprising that: a high pressure hydrogen storage tank between the hydrogen gas outlet and the hydrogen gas expansion engine is connected. Verfahren nach Anspruch 28, welches ferner umfasst, dass: der Wasserstoffgasexpansionsmotor mit einem Brennstoffzellen-Wasserstoffspeichertank an einem Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug mit einer Brennstoffzelle verbunden wird; eine Menge des Hochdruck-Wasserstoffgases aus dem Hochdruck-Wasserstoffgasspeichertank durch den Wasserstoffgasexpansionsmotor in den Brennstoffzellen-Wasserstoffgasspeichertank eingeleitet wird, um einen ersten Wasserstoffgasdruck innerhalb des Brennstoffzellen-Wasserstoffgasspeichertanks zu erreichen; wobei das Einleiten der Menge von Hochdruck-Wasserstoffgas in den Brennstoffzellen-Wasserstoffgasspeichertank bewerkstelligt wird, indem zuerst die Menge von Hochdruck-Wasserstoffgas innerhalb des Wasserstoffgasexpansionsmotors expandiert wird, der Elektrogenerator darin angetrieben wird, um Elektrizität zu produzieren, wobei die Elektrizität in den Hochdruck-Wasserelektrolyseur eingeführt wird, um die Erzeugung des Hochdruckgases aus der Menge von Wasser teilweise anzutreiben.The method of claim 28, further comprising that: the hydrogen gas expansion engine with a fuel cell hydrogen storage tank on a fuel cell electric vehicle with a fuel cell is connected; an amount of high-pressure hydrogen gas from the High-pressure hydrogen gas storage tank through the hydrogen gas expansion engine into the fuel cell hydrogen gas storage tank is introduced to a first hydrogen gas pressure within the To reach fuel cell hydrogen gas storage tanks; in which introducing the amount of high pressure hydrogen gas into the fuel cell hydrogen gas storage tank is accomplished by first measuring the amount of high-pressure hydrogen gas is expanded within the hydrogen gas expansion engine, the Electric generator is powered in it to produce electricity, being the electricity is introduced into the high-pressure water electrolyzer to produce partially driving the high pressure gas from the amount of water. Verfahren nach Anspruch 29, welches ferner umfasst, dass: ein erster Teil der Menge von Wasserstoffgas aus dem Brennstoffzellen-Wasserstoffgasspeichertank in die Brennstoffzelle freigesetzt wird; und im Wesentlichen gleichzeitig ein entsprechender Teil des Hochdruck-Wasserstoffgases aus dem Hochdruck-Wasserstoffgasspeichertank durch den Wasserstoffgasexpansionsmotor in den Brennstoffzellen-Wasserstoffgasspeichertank eingeleitet wird, um den ersten Wasserstoffgasdruck innerhalb des Brennstoffzellen-Wasserstoffgasspeichertanks aufrechtzuerhalten; wobei das Einleiten des entsprechenden Teiles des Hochdruck-Wasserstoffgases in den Brennstoffzellen-Wasserstoffgasspeichertank bewerkstelligt wird, indem zuerst der entsprechende Teil von Hochdruck-Wasserstoffgas innerhalb des Wasserstoffgasexpansionsmotors expandiert wird, der Elektrogenerator darin angetrieben wird, um Elektrizität zu produzieren, wobei die Elektrizität in den Hochdruck-Wasserelektrolyseur eingeführt wird, um die Erzeugung des Hochdruckgases aus der Menge von Wasser teilweise anzutreiben.The method of claim 29, further comprising that: a first part of the amount of hydrogen gas from the Fuel cell hydrogen gas storage tank in the fuel cell is released; and essentially a corresponding one at the same time Part of the high-pressure hydrogen gas from the high pressure hydrogen gas storage tank through the hydrogen gas expansion engine into the fuel cell hydrogen gas storage tank is introduced to the first hydrogen gas pressure within the fuel cell hydrogen gas storage tank maintain; wherein initiating the corresponding Part of the high-pressure hydrogen gas accomplished in the fuel cell hydrogen gas storage tank by first adding the appropriate part of high-pressure hydrogen gas is expanded within the hydrogen gas expansion engine, the Electric generator is powered in it to produce electricity, being the electricity introduced into the high-pressure water electrolyzer to the generation of the Partially driving high pressure gas from the amount of water. Verfahren nach Anspruch 30, wobei das Freisetzen eines ersten Teiles der Menge von Wasserstoffgas aus dem Brennstoffzellen-Wasserstoffgasspeichertank in die Brennstoffzelle ferner umfasst, dass: der erste Teil der Menge von Wasserstoffgas innerhalb eines Brennstoffzellen-Wasserstoffgasexpansionsmotors expandiert wird; und zumindest ein Teil des ersten Teiles der Menge von Wasserstoffgas mit einem Wasserstoffgaseinlass an der Brennstoffzelle eingeleitet wird.The method of claim 30, wherein releasing a first portion of the amount of water fuel gas from the fuel cell hydrogen gas storage tank into the fuel cell further comprises: expanding the first part of the amount of hydrogen gas within a fuel cell hydrogen gas expansion engine; and introducing at least a portion of the first portion of the amount of hydrogen gas to a hydrogen gas inlet on the fuel cell. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Expansion des ersten Teiles von Wasserstoffgas innerhalb der Brennstoffzellen-Wasserstoffgasexpansionsmotoren einen Brennstoffzellen-Elektrogenerator antreibt, um Elektrizität zu produzieren, wobei die Elektrizität verwendet wird, um das Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug zu betreiben.The method of claim 31, wherein the expansion of the first part of hydrogen gas within the fuel cell hydrogen gas expansion engines powering a fuel cell electric generator to produce electricity being the electricity is used to operate the fuel cell electric vehicle. Verfahren nach Anspruch 32, wobei die Elektrizität auch verwendet werden kann, um eine oder mehrere Fahrzeugkomponenten an dem Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug zu betreiben.The method of claim 32, wherein the electricity is also used can be to one or more vehicle components on the fuel cell electric vehicle to operate. Verfahren nach Anspruch 31, wobei die Expansion des ersten Teiles des Wasserstoffgases innerhalb der Brennstoffzellen-Wasserstoffgasexpansionsmotoren in mechanische Energie umgewandelt wird, um das Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug anzutreiben.The method of claim 31, wherein the expansion of the first part of the hydrogen gas within the fuel cell hydrogen gas expansion engines is converted into mechanical energy to the fuel cell electric vehicle drive.
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