DE202020105096U1 - Tank for storing gases, especially hydrogen - Google Patents
Tank for storing gases, especially hydrogen Download PDFInfo
- Publication number
- DE202020105096U1 DE202020105096U1 DE202020105096.6U DE202020105096U DE202020105096U1 DE 202020105096 U1 DE202020105096 U1 DE 202020105096U1 DE 202020105096 U DE202020105096 U DE 202020105096U DE 202020105096 U1 DE202020105096 U1 DE 202020105096U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tank
- pressure
- hydrogen
- inner tank
- measuring device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C1/00—Pressure vessels, e.g. gas cylinder, gas tank, replaceable cartridge
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2201/00—Vessel construction, in particular geometry, arrangement or size
- F17C2201/01—Shape
- F17C2201/0147—Shape complex
- F17C2201/0166—Shape complex divided in several chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
- F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
- F17C2203/0602—Wall structures; Special features thereof
- F17C2203/0612—Wall structures
- F17C2203/0626—Multiple walls
- F17C2203/0629—Two walls
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2203/00—Vessel construction, in particular walls or details thereof
- F17C2203/06—Materials for walls or layers thereof; Properties or structures of walls or their materials
- F17C2203/068—Special properties of materials for vessel walls
- F17C2203/0682—Special properties of materials for vessel walls with liquid or gas layer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2205/00—Vessel construction, in particular mounting arrangements, attachments or identifications means
- F17C2205/01—Mounting arrangements
- F17C2205/0123—Mounting arrangements characterised by number of vessels
- F17C2205/013—Two or more vessels
- F17C2205/0149—Vessel mounted inside another one
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/01—Pure fluids
- F17C2221/012—Hydrogen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/01—Pure fluids
- F17C2221/016—Noble gases (Ar, Kr, Xe)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2221/00—Handled fluid, in particular type of fluid
- F17C2221/01—Pure fluids
- F17C2221/016—Noble gases (Ar, Kr, Xe)
- F17C2221/017—Helium
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/01—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the phase
- F17C2223/0107—Single phase
- F17C2223/0123—Single phase gaseous, e.g. CNG, GNC
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2223/00—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel
- F17C2223/03—Handled fluid before transfer, i.e. state of fluid when stored in the vessel or before transfer from the vessel characterised by the pressure level
- F17C2223/036—Very high pressure (>80 bar)
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
- F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
- F17C2250/0404—Parameters indicated or measured
- F17C2250/043—Pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2250/00—Accessories; Control means; Indicating, measuring or monitoring of parameters
- F17C2250/04—Indicating or measuring of parameters as input values
- F17C2250/0486—Indicating or measuring characterised by the location
- F17C2250/0491—Parameters measured at or inside the vessel
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F17—STORING OR DISTRIBUTING GASES OR LIQUIDS
- F17C—VESSELS FOR CONTAINING OR STORING COMPRESSED, LIQUEFIED OR SOLIDIFIED GASES; FIXED-CAPACITY GAS-HOLDERS; FILLING VESSELS WITH, OR DISCHARGING FROM VESSELS, COMPRESSED, LIQUEFIED, OR SOLIDIFIED GASES
- F17C2260/00—Purposes of gas storage and gas handling
- F17C2260/03—Dealing with losses
- F17C2260/035—Dealing with losses of fluid
- F17C2260/036—Avoiding leaks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/32—Hydrogen storage
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Filling Or Discharging Of Gas Storage Vessels (AREA)
Abstract
Tank (1) zum Lagern von Wasserstoff, umfassend:
einen äußeren Tank (2) sowie einen inneren Tank (3),
wobei der innere Tank (3) innerhalb des äußeren Tanks (2) angeordnet ist,
wobei der innere Tank (3) dazu angepasst ist, mit Wasserstoff befüllt zu sein,
und der äußere Tank (2) dazu angepasst ist, mit Helium oder einem anderen Edelgas befüllt zu sein und ferner dazu angepasst ist, einen größeren Druck aufnehmen zu können als der innere Tank (3).
A tank (1) for storing hydrogen, comprising:
an outer tank (2) and an inner tank (3),
wherein the inner tank (3) is arranged within the outer tank (2),
the inner tank (3) being adapted to be filled with hydrogen,
and the outer tank (2) is adapted to be filled with helium or another noble gas and is further adapted to be able to accommodate a greater pressure than the inner tank (3).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Tank zur Lagerung von Gasen, insbesondere Wasserstoff.The present invention relates to a tank for storing gases, particularly hydrogen.
Wasserstoff ist ein wichtiger Energieträger, eine Verbrennung mit Luftsauerstoff zu Wasser ist emissionsarm und daher für die Zukunft ein potentieller Ersatz für fossile Energieträger. Hierzu muss der Wasserstoff für Kraftfahrzeuge lediglich passend bereitgestellt bzw. gespeichert werden.Hydrogen is an important energy carrier, combustion with atmospheric oxygen to form water is low in emissions and therefore a potential replacement for fossil energy carriers in the future. For this purpose, the hydrogen for motor vehicles only needs to be appropriately provided or stored.
Es gibt im Stand der Technik unterschiedliche Arten der Wasserstoffspeicherung, jedoch bringen diese alle bestimmte Probleme mit sich.There are different types of hydrogen storage in the prior art, but they all present certain problems.
Bei der flüssigen Speicherung muss der Wasserstoff auf -253°C abgekühlt werden, was mit einem sehr hohem Energieverbrauch für einen passenden Kälteprozess verbunden ist. Bei diesem Speicherverfahren wird flüssiger Wasserstoff in einen Tank eingefüllt. Wenn sich der Wasserstoff wieder erwärmt (beispielsweise durch Wärmeleitung durch die Tankwand), wird ein Teil des Wasserstoffs wieder gasförmig, und dadurch erhöht sich der Druck in dem Tank erheblich. Ein solcher Tank muss also mit einem Druckbegrenzungsventil versehen sein, welches sich bei Erreichen eines bestimmten Drucks öffnet, damit Wasserstoff abgelassen werden kann, bis der Druck im Tank wieder unter den bestimmten Druck fällt. Dies führt zu Verlusten an Wasserstoff, wodurch weniger Wasserstoff zur gewünschten Verbrennung zur Verfügung steht. Darüber hinaus besteht darin ein Problem, dass sich abgelassener Wasserstoff mit Luft vermischt und hochexplosives Knallgas bildet.In the case of liquid storage, the hydrogen must be cooled to -253 ° C, which is associated with a very high level of energy consumption for a suitable cooling process. In this storage process, liquid hydrogen is filled into a tank. When the hydrogen heats up again (for example by conduction through the tank wall), some of the hydrogen becomes gaseous again, and this increases the pressure in the tank considerably. Such a tank must therefore be provided with a pressure relief valve which opens when a certain pressure is reached so that hydrogen can be discharged until the pressure in the tank falls below the certain pressure again. This leads to a loss of hydrogen, which means that less hydrogen is available for the desired combustion. In addition, there is a problem that discharged hydrogen mixes with air and forms highly explosive oxyhydrogen.
Bei der Wasserstoffspeicherung in Metallhydriden wird Wasserstoff in einem lonengitter gespeichert. Das Speichern und Entladen ist allerdings sehr zeitaufwändig, zudem sind die hierfür eingesetzten Tanks teuer und schwer. Ferner ist eine sehr große Masse an Metallhydrid notwendig, um eine akzeptable Menge an Wasserstoff in dem Hydrid speichern zu können.When hydrogen is stored in metal hydrides, hydrogen is stored in an ion lattice. However, storing and unloading is very time-consuming, and the tanks used for this are expensive and heavy. Furthermore, a very large mass of metal hydride is necessary in order to be able to store an acceptable amount of hydrogen in the hydride.
Auch eine gasförmige Speicherung von Wasserstoff ist möglich. Bei einem Wasserstofftank aus Stahl oder Aluminium sind Wasserstoffdrücke bis 300 bar möglich - bei höheren Drücken tritt allerdings eine verstärkte Diffusion auf, welche dazu führt, dass Wasserstoff aus dem Tank entweichen kann.Gaseous storage of hydrogen is also possible. With a hydrogen tank made of steel or aluminum, hydrogen pressures of up to 300 bar are possible - at higher pressures, however, increased diffusion occurs, which means that hydrogen can escape from the tank.
Durch seine geringe Molekülgröße diffundiert Wasserstoff gut durch eine Vielzahl von Materialien. Daher sind viele Materialien zur Verwendung für Tanks ungeeignet. Der Diffusionsprozess ist abhängig von Temperatur und Innendruck von Tanks - durch hohe Temperaturen und hohe Innendrücke erhöht sich die Diffusionsgeschwindigkeit, welche unter anderem vom Diffusionskoeffizienten sowie dem Partialdruckgefälle von Wasserstoff abhängt.Due to its small molecular size, hydrogen diffuses well through a wide variety of materials. Therefore, many materials are unsuitable for use in tanks. The diffusion process depends on the temperature and internal pressure of the tanks - high temperatures and high internal pressures increase the diffusion speed, which among other things depends on the diffusion coefficient and the partial pressure gradient of hydrogen.
Bei metallischen Werkstoffen kann ferner die Wasserstoffversprödung auftreten - dadurch werden Materialen von Tanks spröde und daher unsicher, weil hier ein noch höherer Wasserstoffaustritt möglich ist.In the case of metallic materials, hydrogen embrittlement can also occur - this makes the materials of tanks brittle and therefore unsafe because an even higher level of hydrogen leakage is possible here.
Bei Tanks aus Kohlefasern und Harzen (oder anderen Verbundwerkstoffen) können Drücke bis zu 700 bar verwendet werden. Auch hier ist die Diffusion ein Problem, denn auch hier diffundiert Wasserstoff durch die Tankwände und es treten über die Zeit Verluste auf. Je höher der Druck im Tank ist, desto schneller ist die Diffusionsgeschwindigkeit.For tanks made of carbon fiber and resins (or other composite materials), pressures up to 700 bar can be used. Diffusion is also a problem here, because here, too, hydrogen diffuses through the tank walls and losses occur over time. The higher the pressure in the tank, the faster the diffusion rate.
Im Stand der Technik ist beispielsweise im Dokument
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kostengünstigen Tank für Wasserstoff bereitzustellen, welcher das Diffusionsproblem löst und in der Lage ist, Wasserstoff stabil und verlustarm zu speichern.It is therefore an object of the present invention to provide an inexpensive tank for hydrogen which solves the diffusion problem and is able to store hydrogen in a stable and low-loss manner.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Tank gemäß Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäß Anspruch 8. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a tank according to
Ein erfindungsgemäßer Tank zum Lagern von Wasserstoff umfasst einen äußeren Tank sowie einen inneren Tank, wobei der innere Tank innerhalb des äußeren Tanks angeordnet ist, wobei der innere Tank dazu angepasst ist, mit Wasserstoff befüllt zu sein, und der äußere Tank dazu angepasst ist, mit Helium oder einem anderen Edelgas befüllt zu sein und einen größeren Druck aufnehmen zu können als der innere Tank. Der innere Tank ist also von dem äußeren Tank vorzugsweise vollständig umschlossen. Durch die Wand, welche sich zwischen dem inneren Tank und dem äußeren Tank befindet, kann Wasserstoff diffundieren - Helium wegen größerer Molekülgröße allerdings nicht. Dadurch, dass der äußere Tank dazu angepasst ist, einen höheren Druck aufnehmen zu können als der innere Tank, kann im äußeren Tank Helium oder ein anderes Edelgas mit einem höheren Druck gelagert werden als der Wasserstoff im inneren Tank. Dadurch kann die Diffusionsgeschwindigkeit des Wasserstoffs durch die Wand des inneren Tanks verlangsamt werden.A tank according to the invention for storing hydrogen comprises an outer tank and an inner tank, the inner tank being arranged inside the outer tank, the inner tank being adapted to be filled with hydrogen and the outer tank being adapted to be filled with To be filled with helium or another noble gas and to be able to absorb a greater pressure than the inner tank. The inner tank is therefore preferably completely enclosed by the outer tank. Hydrogen can diffuse through the wall, which is located between the inner tank and the outer tank, but helium cannot because of the larger molecule size. Because the outer tank is adapted to be able to absorb a higher pressure than the inner tank, helium or another noble gas can be stored in the outer tank at a higher pressure than the hydrogen in the inner tank. This allows the Diffusion rate of hydrogen through the wall of the inner tank can be slowed down.
Vorzugsweise ist die Wand des äußeren Tanks und / oder die Wand des inneren Tanks aus einem Verbundwerkstoff gefertigt. Solche Werkstoffe ermöglichen die Lagerung bei Drücken bis zu 700 bar. Zudem kann so die Wasserstoffversprödung reduziert oder sogar vermieden werden.The wall of the outer tank and / or the wall of the inner tank is preferably made of a composite material. Such materials allow storage at pressures of up to 700 bar. In addition, hydrogen embrittlement can be reduced or even avoided.
Weiter vorzugsweise weist der Verbundwerkstoff Kohlefasern und/oder mindestens eine Harzzusammensetzung auf. Solche Werkstoffe sind für Wasserstofftanks besonders geeignet, sind ferner leicht und stabil.More preferably, the composite material has carbon fibers and / or at least one resin composition. Such materials are particularly suitable for hydrogen tanks and are also light and stable.
Vorzugsweise ist der äußere Tank über eine erste Leitung mit einer ersten Druckmesseinrichtung sowie einer ersten Verdichtungseinrichtung verbunden, die wiederum mit einem Vorratstank verbunden ist. Dadurch kann der Druck im äußeren Tank geregelt werden, über die erste Verdichtungseinrichtung kann jederzeit Gas (z.B. Helium oder andere Edelgase) aus dem Vorratstank in den äußeren Tank gefördert werden, um dort den Druck einzustellen. Ferner ist vorzugsweise der innere Tank über eine zweite Leitung mit einer zweiten Druckmesseinrichtung sowie einer zweiten Verdichtungseinrichtung verbunden, damit der innere Tank einfach mit Wasserstoff befüllbar ist.The outer tank is preferably connected via a first line to a first pressure measuring device and to a first compression device, which in turn is connected to a storage tank. This allows the pressure in the outer tank to be regulated; gas (e.g. helium or other noble gases) can be conveyed from the storage tank to the outer tank at any time via the first compression device in order to adjust the pressure there. Furthermore, the inner tank is preferably connected via a second line to a second pressure measuring device and a second compression device so that the inner tank can be easily filled with hydrogen.
Vorzugsweise weist der Tank ferner eine Regelungseinrichtung auf, welche dazu eingerichtet ist, den durch die erste Druckmesseinrichtung im äußeren Tank gemessenen Druck pa sowie den durch die zweite Druckmesseinrichtung im inneren Tank gemessenen Druck pi zu überwachen, und den durch die erste Druckmesseinrichtung im äußeren Tank gemessenen Druck pa so einzustellen, dass er höher ist als der durch die zweite Druckmesseinrichtung im inneren Tank gemessene Druck pi. Dadurch kann sichergestellt werden, dass der Druck im äußeren Tank durch entsprechendes Einstellen immer größer ist als der Druck im inneren Tank. Der Druck im äußeren Tank entsteht größtenteils durch Komprimieren von Helium oder anderen Edelgasen, welche nicht durch die Wand des inneren Tanks oder äußeren Tanks diffundieren können. Die Diffusion des Wasserstoffs vom inneren Tank durch die Wand des inneren Tanks in den äußeren Tank wird durch einen kleineren Partialdruckgradienten vermindert bzw. vorzugsweise gehemmt.The tank preferably also has a control device which is set up to monitor the pressure pa measured by the first pressure measuring device in the outer tank and the pressure pi measured by the second pressure measuring device in the inner tank, and the pressure pi measured by the first pressure measuring device in the outer tank Adjust the pressure pa so that it is higher than the pressure pi measured by the second pressure measuring device in the inner tank. This ensures that the pressure in the outer tank is always greater than the pressure in the inner tank by setting it accordingly. The pressure in the outer tank is largely created by compressing helium or other noble gases that cannot diffuse through the wall of the inner tank or outer tanks. The diffusion of the hydrogen from the inner tank through the wall of the inner tank into the outer tank is reduced or preferably inhibited by a smaller partial pressure gradient.
Vorzugsweise ist die Regelungseinrichtung dazu eingerichtet, den durch die erste Druckmesseinrichtung im äußeren Tank gemessenen Druck so einzustellen, dass er um einen vorbestimmten Wert Δp höher ist als der durch die zweite Druckmesseinrichtung im inneren Tank gemessene Druck, wobei der vorbestimmte Wert Δp mindestens 1 bar, vorzugsweise mindestens 5 bar, weiter vorzugsweise mindestens 10 bar beträgt. So ist eine Diffusionshemmung des Wasserstoffs besonders effektiv.The control device is preferably set up to set the pressure measured by the first pressure measuring device in the outer tank so that it is a predetermined value Δp higher than the pressure measured by the second pressure measuring device in the inner tank, the predetermined value Δp being at least 1 bar, is preferably at least 5 bar, more preferably at least 10 bar. Inhibiting the diffusion of hydrogen is particularly effective.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Lagern von Wasserstoff in einem Tank, welcher einen äußeren Tank sowie einen inneren Tank aufweist, wobei der innere Tank innerhalb des äußeren Tanks angeordnet ist, umfasst die folgenden Schritte:
- a) Einleiten von Wasserstoff in einen inneren Tank;
- b) Einleiten von Helium oder einem anderen Edelgas in einen äußeren Tank;
- c) Einstellen der Drücke im inneren Tank und äußeren Tank, wobei der Druck im äußeren Tank höher ist als der Druck im inneren Tank.
- a) introducing hydrogen into an inner tank;
- b) introducing helium or another noble gas into an outer tank;
- c) Setting the pressures in the inner tank and outer tank, the pressure in the outer tank being higher than the pressure in the inner tank.
Dadurch, dass im äußeren Tank ein höherer Druck vorliegt als im inneren Tank, wird der Partialdruckgradient von Wasserstoff zwischen innerem Tank und äußerem Tank entsprechend klein - der Gesamtdruckgradient ist sogar negativ. Dadurch wird die Diffusion von Wasserstoff vom inneren Tank in den äußeren Tank entsprechend verlangsamt oder gehemmt. Die Tankwände des inneren und äußeren Tanks sind zudem nicht permeabel für das Helium, welches einen deutlich höheren Moleküldurchmesser besitzt als der Wasserstoff.Because there is a higher pressure in the outer tank than in the inner tank, the partial pressure gradient of hydrogen between the inner tank and the outer tank becomes correspondingly small - the overall pressure gradient is even negative. This slows down or inhibits the diffusion of hydrogen from the inner tank into the outer tank. The tank walls of the inner and outer tanks are also impermeable to helium, which has a significantly larger molecular diameter than hydrogen.
Vorzugsweise ist beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Lagern von Wasserstoff der äußere Tank über eine erste Leitung mit einer ersten Druckmesseinrichtung sowie einer ersten Verdichtungseinrichtung verbunden, die wiederum mit einem Vorratstank verbunden ist, und der innere Tank ist über eine zweite Leitung mit einer zweiten Druckmesseinrichtung sowie einer zweiten Verdichtungseinrichtung verbunden, wobei im Schritt c) durch die erste Druckmesseinrichtung der Druck im äußeren Tank gemessen wird, und durch die zweite Druckmesseinrichtung der Druck im inneren Tank gemessenen wird, und eine Regelungseinrichtung eine erste Verdichtungseinrichtung regelt, welche Gas aus dem Vorratstank in den äußeren Tank fördert. Dadurch kann auf steigende Drücke im inneren Tank (beispielsweise durch Befüllen des inneren Tanks mit Wasserstoff) entsprechend schnell reagiert werden, und der Druck im äußeren Tank kann dann durch Einleiten und Komprimieren von Helium oder anderen Edelgasen (oder Kohlenstoffdioxid oder Ähnliches) ebenfalls eingestellt werden, damit die oben diskutierte Wasserstoffdiffusion verlangsamt oder gehemmt werden kann.In the method according to the invention for storing hydrogen, the outer tank is preferably connected via a first line to a first pressure measuring device and a first compression device, which in turn is connected to a storage tank, and the inner tank is connected via a second line to a second pressure measuring device and a second Compression device connected, wherein in step c) the pressure in the outer tank is measured by the first pressure measuring device, and the pressure in the inner tank is measured by the second pressure measuring device, and a control device regulates a first compression device, which gas from the storage tank into the outer tank promotes. This enables a correspondingly rapid response to rising pressures in the inner tank (for example by filling the inner tank with hydrogen), and the pressure in the outer tank can then also be adjusted by introducing and compressing helium or other noble gases (or carbon dioxide or the like). so that the hydrogen diffusion discussed above can be slowed down or inhibited.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
-
1 ist eine schematische Ansicht einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. -
2 ist eine schematische Ansicht einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
-
1 Figure 3 is a schematic view of a first embodiment of the present invention. -
2 Figure 3 is a schematic view of a second embodiment of the present invention.
In
In
Der innere Tank
The
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Statt Helium und anderen Edelgasen könnten auch andere inerte Gase verwendet werden, wie beispielsweise Kohlenstoffdioxid.The present invention is not limited to the embodiments described above. Instead of helium and other noble gases, other inert gases could also be used, such as carbon dioxide.
Ferner könnten auch zwei äußere Tanks vorgesehen sein, um die Diffusion und den Wasserstoffverlust noch weiter zu verringern.Furthermore, two outer tanks could also be provided in order to further reduce diffusion and hydrogen loss.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit einem Tank und einem Verfahren zum Lagern von Wasserstoff. Es wird ein doppelwandiger Tank
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 2009012988 A2 [0010]WO 2009012988 A2 [0010]
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202020105096.6U DE202020105096U1 (en) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | Tank for storing gases, especially hydrogen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202020105096.6U DE202020105096U1 (en) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | Tank for storing gases, especially hydrogen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202020105096U1 true DE202020105096U1 (en) | 2020-09-14 |
Family
ID=72660250
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202020105096.6U Active DE202020105096U1 (en) | 2020-09-03 | 2020-09-03 | Tank for storing gases, especially hydrogen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202020105096U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022200912A1 (en) | 2022-01-27 | 2023-07-27 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Tank arrangement, aircraft and method for controlling a fuel supply |
-
2020
- 2020-09-03 DE DE202020105096.6U patent/DE202020105096U1/en active Active
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022200912A1 (en) | 2022-01-27 | 2023-07-27 | Rolls-Royce Deutschland Ltd & Co Kg | Tank arrangement, aircraft and method for controlling a fuel supply |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE10392240B4 (en) | Hybrid hydrogen storage tank and method of storing hydrogen in such a tank | |
DE102010044035B4 (en) | System for supplying a mobile device with a gaseous fuel | |
WO2006133816A1 (en) | Storage tank for cryogenic media | |
EP2909524B1 (en) | Method for filling a fuel storage system of a motor vehicle | |
DE102018010103A1 (en) | Ringtank | |
EP2959208B1 (en) | Pressure vessel comprising a heat exchanger for a cryogenically stored medium | |
DE112018003849T5 (en) | SYSTEM FOR THE STORAGE OF FUEL GASES | |
DE102010033597A1 (en) | Device for storing low molecular weight gases | |
DE102014209921A1 (en) | Pressure vessel for a vehicle | |
DE102006031000A1 (en) | Method for operating a device for filling a container with cryogenically stored fuel | |
DE202020105096U1 (en) | Tank for storing gases, especially hydrogen | |
DE102020123102A1 (en) | Tank for storing gases, especially hydrogen | |
DE102015016699A1 (en) | Compressed gas containers | |
DE102017001370A1 (en) | Bearing and device for storing a compressed gas container | |
DE10334055A1 (en) | Method for refueling a vehicle | |
DE102014209916A1 (en) | High pressure vessel | |
DE102016208005B3 (en) | Pressure vessel with outgassing channels and manufacturing process | |
DE102009024795A1 (en) | Hydrogen tank for use in motor vehicle, has two tank containers connected with each other, where tank containers have multi-shell structure with different filling pressures | |
DE102013001665A1 (en) | Device for storing of gaseous fuel and electrical energy in vehicle, has hollow body for receiving gaseous fuel, where capacitor is arranged on one surface of hollow body | |
DE102017217348A1 (en) | Pressure vessel system and method for supplying fuel from a pressure vessel system | |
DE102017100361A1 (en) | Hydrogen storage tank and fuel cell system and motor vehicle with such | |
EP4189274A1 (en) | Compressed gas storage unit, and vehicle comprising a compressed gas storage unit | |
DE102011108597B4 (en) | Device for storing low molecular weight gases | |
DE102016203336A1 (en) | Method for refueling a pressure vessel and pressure vessel system for storing gas | |
DE102010033599A1 (en) | Device for storing low molecular weight gases |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |