DE3014464A1 - Wasserstoffliefersystem - Google Patents

Wasserstoffliefersystem

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Description

  • Wasserstoffliefersystem
  • Die Erfindung befaßt sich mit einem System zur Lieferung von Wasserstoff zu einer Wasserstoff verbrauchenden Vorrichtung unter Verwendung einer Rombination eines Metallhydrid-Wasserstoffspeichers und eines Mikrokavitäten-Wasserstoffspeichers.
  • Vom Umweltstandpunkt aus betrachtet kann Wasserstoff in sauberer Form verwendet werden, da Wasserstoff eine große Energieübertragungskapazität besitzt und da es eine reversible Lieferung von Wasserstoff in der Form von Wasser gibt, wobei die Verwendung von Wasserstoff als Brennstoff für viele unterschiedliche Systeme von zunehmender Bedeutung ist. Wasserstoff kann als Brennstoff in Vorrichtungen Verwendung finden, die durch Verbrennungsmaschinen angetrieben sind, wobei der Wasserstoff oxidiert wird und die bei dieser Oxidation erreichte Energie zum Antrieb der Maschine verwendet wird, wobei Wasser das einzige Oxidationsprodukt ist. Darüber hinaus kann Wasserstoff als Brennstoff zur Erzeugung von Elektroenergie verwendet werden, und zwar unter Verwendung entweder der Verbrennungswärme zum Antrieb konventioneller Dampfturbinen oder unter direkter Verwendung des Wasserstoffs in Brennstoffzellen.
  • Mit Ausnahme der cryogenen Temperaturen existiert Wasserstoff bei allen Temperaturen als Gas. Die Speicherung großer Wasserstoffliefermengen als Gas erfolgt gegenwärtig unter Kompression des Wasserstoffs und Speicherung in großen Tanks. Da der Wasserstoff jedoch unter hohem Druck steht, ist es notwendig, daß diese Tanks sehr stark und stabil ausgebildet sind, was wiederum sehr dicke Wände und schwere Tanks erforderlich macht.
  • Wenn Wasserstoff als Flüssigkeit bei cryogenen Temperaturen gespeichert wird, muß ebenso wie im Falle der Speicherung von Wasserstoff als Gas der cryogene flüssige Wasserstoff in starken, schweren Tanks aufbewahrt werden, und stellt der Verflüssigungsprozeß in energiewirts chaftli cher Hinsicht einen Nachteil dar. über das nachteilige Gewicht der Wasserstoffspeicherung in Tanks hinausgehend, und zwar sowohl für den Fall flüssigen als auch gasförmigen Wasserstoffs, muß der Speichertank in Hinblick auf die Beherrschung der Permeabilität und Reaktivität von Wasserstoff mit den meisten Metallen gestaltet und dementsprechend aus geeigneten Materialien hergestellt sein.
  • Es ist bereits vorgeschlagen worden, Wasserstoff chemisch gebunden in einem chemischen Träger wie beispielsweise Methylcyclohexan zu speichern, das katalytisch zu Toluol und Wasserstoff umgesetzt wird, wobei der Wasserstoff als Brennstoff verwendet wird und das Toluol wieder zu Methylcyclohexan zurück umgesetzt wird. Die Verwendung eines solchen Systems macht jedoch zwei Transportnetze erforderlich, eines für die Lieferung von Methylcyclohexan an eine Servicestation zur Abgabe an den Verbraucher und das andere zur Rückführung des Toluols an eine Rückumwandlungsanlage zur Hydrierung in Methylcyclohexan. Dieses System befindet sich gegenwärtig jedoch immer noch in einer halbhypothetischen Phase, wobei noch ein sehr großes technologisches Wissen erarbeitet werden muß, bis angenommen werden kann, daß diese Systeme funktionsgerecht zu arbeiten vermögen.
  • Ein gegenwärtig zur Verwendung von Wasserstoff als Brennstoff zum Antrieb von Automobilen im Versuch stehendes System macht Gebrauch von einem Metallhydrid als Träger für den als Brennstoff dienenden Wasserstoff. Grundsätzlich macht dieses System dabei Gebrauch von einem Speichertank, der mit einem Metall gefüllt ist, das reversibel ein Metallhydrid bildet. In Anwesenheit von Wasserstoff und bei Wärmeentzug absorbiert das Metall den Wasserstoff unter Bildung eines Metallhydrids. Bei Einwirkung von Wärme zerfällt das Hydrid in das Metall und in Wasserstoff, der dann als Brennstoff verwendet werden kann.
  • Die Wärme für den Zerfall des Metallhydrids stammt von den heißen Abgasen des Motors. Gegenwärtig werden zwei Metallhydridsysteme zur Verwendung bei Automobilen untersucht. Das eine System basiert auf einem Hydrid einer Eisentitanlegierung und das andere System auf Hydriden von Magnesiumlegierungen.
  • Der Nachteil eines vollständigen Metallhydridsystems besteht darin, daß das System sowohl schwer als auch teuer ist. Das Gewichtsproblem ist bei mobilen Anwendungen, wie beispielsweise in Automobilen, Bussen etc., kritisch, wo der Transport des erhöhten Gewichts die Brennstoffwirtschaftlichkeit des Fahrzeugs reduziert. Bei stationären Systemen, wie beispielsweise Systemen, die von Wasserstoff bei der Erzeugung von elektrischer Energie Gebrauch machen, ist das Gewicht des Systems kein kritischer Faktor, jedoch ist bei diesen Systemen, wo große Mengen der Metallhydride erforderlich sind, die Wirtschaftlichkeit des Systems kritisch.
  • Ein zusätzlicher bei mobilen Systemen, wie beispielsweise bei der Verwendung der Metallhydridsysteme in einem Automobil, zu berücksichtigender Faktor besteht in der Wiederfüllung des Metallhydrid-Fahrzeugspeichertanks (d. h. der Wiedererzeugung des Metallhydrids). Bei der Wiederfüllung muß der Fahrzeugspeichertank an eine Einheit angeschlossen werden, die Wärme aus dem Speichertank zur Ermöglichung der Wiedererzeugung des Metallhydrids entzieht. Dies würde eine komplexe Abhängigkeit von dem Wasserstoffliefernetz und einem Kühlnetz erforderlich machen. Im Vergleich zu dem typischen 5-Minutenaufenthalt, der gegenwärtig zur übernahme von Fahrzeugbrennstoff erforderlich ist, würde die Wiedererzeugung des Metallhydrids einen verlängerten Brennstoffübernahmeaufenthalt erforderlich machen.
  • In Hinblick auf das vorstehend Gesagte ist es selbstverständlich, daß ein Bedürfnis für neue und verbesserte Systeme zur Lieferung von Wasserstoff an Vorrichtungen besteht, die von Wasserstoff als Brennstoff Gebrauch machen. Im weitesten Sinne liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, dieses Bedürfnis zu erfüllen. Der Erfindung liegt darüber hinaus die Aufgabe zugrunde, ein Wasserstoffliefersystem zu schaffen, das nicht so kostspielig ist wie ein ausschließliches Metallhydrid-Wasserstoffsystem. Zusätzlich besteht die Aufgabe der Erfindung in der Angabe eines Systems, das eine Wasserstoffkapazität ähnlich derjenigen von flüssigem Wasserstoff besitzt, das jedoch nicht mit der gefährlichen Verwendung großer Mengen flüssigen oder gasförmigen Wasserstoffs verbunden ist.
  • Darüber hinaus soll für ein Wasserstoffliefersystem Sorge getragen werden, das den Wasserstoff bei überatmosphärischem Druck an die Vorrichtung, die den Wasserstoff verbraucht, liefert, das jedoch jedoch keine Gleichgewichtsspeicherdrücke größer als etwa 50 oder 60 at erforderlich macht.
  • Diese und auch noch weitergehende Aufgaben werden durch die Schaffung eines Wasserstoffliefersystems gelöst, das Gebrauch macht von einer Metallhydrid-Wasserstofflieferkomponente und einer Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstofflieferkomponente, wobei beide Komponenten Wasserstoff an eine Vorrichtung, die den Wasserstoff verbraucht, liefern und zusätzlich die Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstofflieferkomponente Wasserstoff zur Wiederladung der Metallhydrid-Wasserstofflieferkomponente liefert und das System vorsieht, daß die Metallhydrid-Wasserstofflieferkomponente einen Speichertank aufweist, der mit einem Stoff gefüllt ist, der seinerseits ein Metall enthält, das ein Metallhydrid zu bilden in der Lage ist, und das System einen Wärmetauscher aufweist zur Regulierung der Temperatur des Metallhydrids zur Steuerung der Absorption/Deabsorption von Wasserstoff aus dem Hydrid und wobei die Mikrokavitäten-Was sers toffspei cher-Was serstofflieferkomponente einen Speichertank aufweist, der eine Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicherung und ein Heizelement zur Aufheizung der Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicherung zur Freisetzung von Wasserstoff aus dem Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher aufweist, und wobei des weiteren Regelventile im System zur Regelung des Wasserstoffstroms von sowohl der Metallhydrid-Wasserstofflieferkomponente als auch der Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstofflieferkomponente an die den Wasserstoff verbrauchende Vorrichtung und des Wasserstoffstroms von der Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstofflieferkomponente an die Metallhydrid-Wasserstofflieferkomponente vorgesehen sind.
  • Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weiter ins einzelne gehend erläutert; in den Zeichnungen zeigen: Figur 1 eine schematische Ansicht der Komponenten der Erfindung, Figur 2 eine schematische Ansicht zwischen der Wasserstofferzeugung und dem Wasserstoffverbrauch, Figur 3 eine Seitenansicht teilweise im Schnitt und teilweise schematisch unter Darstellung eines von der Erfindung Gebrauch machenden Fahrzeugs und Figur 4 eine schematische Ansicht einer alternativen Ausführungsform.
  • Figur 1 zeigt eine generelle Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Wasserstoff verbrauchende Vorrichtung 10 mit Wasserstoff beliefert wird, und zwar unter Verwendung des erfindungsgemäßen Wasserstoffliefersystems. Die Vorrichtung 10 kann eine Energieerzeugungsvorrichtung, wie beispielsweise ein Verbrennungsmotor oder eine Brennstoffzelle, sein oder kann auch eine Verfahrensanlage sein, die Wasserstoff als einen chemischen Reagenten verbraucht. Zu den typischen Verfahrens anlagen gehören diejenigen zur Erzeugung organischer Chemikalien oder Kunstdünger und Stahlwerke, die von Wasserstoff als Reduktionsmittel Gebrauch machen.
  • In jedem Fall wird Wasserstoff der Wasserstoff verbrauchenden Vorrichtung 10 mittels eines Liefersystems zugeführt, das eine Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstofflieferkomponente 12 und eine Metallhydrid-Wasserstoffspeicher-Wasserstoff lieferkomponente 14 aufweist. Die Metallhydridkomponente 14 liefert Wasserstoff für kurzzeitige Wasserstoffverbrauchsbedürfnisse, wie beispielsweise Spitzenbelastungen oder Beschleunigungen. Die Mikrokavitätenkomponente 12 liefert einen gesamten konstanten Bedarf an Wasserstoff und wird auch zur Regenerierung oder Wiederversorgung der Metallhydridkomponente 14 verwendet.
  • Zur Freisetzung von Wasserstoff aus den beiden Komponenten 12, 14 werden diese mit Wärme versorgt, die Ursache dafür ist, daß sowohl die Mikrokavitäten-Wasserstofflieferkomponente als auch die Metallhydrid-Wasserstofflieferkomponente Wasserstoff freisetzen. Für Energieerzeugungsvorrichtungen, wie beispielsweise Brennstoffzellen oder Verbrennungsmotoren, ist die übliche Quelle-dieser Wärme die von der Brennstoffzelle oder dem Motor abgegebene Abwärme.
  • Die Steuerung des Ausmaßes der Abgabe von Wasserstoff von den beiden Komponenten 12, 14 wird, wie weiter hinten noch näher erläutert werden wird, durch die Steuerung des Ausmaßes der Heizung der Komponenten 12, 14 geregelt. Hierzu sind die Komponenten 12, 14 mit Wärme- oder Thermosteuerungen 16 und 18 ausgestattet. Die Thermosteuerung 16 ist eine monofunktionelle Steuerung, die die Zuführung von Wärme zu der Mikrokavitätenkomponente 12 regelt, während die Wärmesteuerung 18 eine bifunktionale Steuerung ist, die sowohl die Zuführung von Wärme als auch die Abführung von Wärme zu bzw.
  • von der Hydridkomponente 14 regelt. Den Wärmesteuerungen 16, 18 wird von einer gemeinsamen Wärmequelle 20 aus Wärmeenergie zugeführt, die bei einer Energieerzeugungsvor ichtung Abwärme dieser sein würde. Von der Wärmequelle 20 aus wird Wärme den Wärmesteuerungen 16, 18 über eine Wärmezuführungsleitunq 22 mit Abzweigungen 24 und 26 zugeführt, die zu den Steuerungen 16 und 18 führen. Von den Wärmesteuerungen 16, 18 wird die Wärme mittels Wärmezuführungsleitungen 28 und 30 weitergeführt. Die Leitung 28 führt die Wärme zu einem Heizelement 32 in der Komponente 12, während die Leitung 30 Wärme zu einem Wärmetauscher 34 in der Komponente 14 führt.
  • Für eine Energie verbrauchende Vorrichtung wird die Wärme im allgemeinen in der Form eines aufgeheizten Fluids zugeführt. Somit besitzen die Wärmezuführungsleitungen, das Heizelement und der Wärmetauscher hohle Rohre, in denen dieses aufgeheizte Fluid fließt.
  • Sowohl bei Energie verbrauchenden Vorrichtungen als auch bei anderen Vorrichtungen kann die Wärmeenergie als elektrische Energie zugeführt werden, und somit die Wärmequelle 20 eine Quelle für elektrische Energie sein, und können die Zuführungsleitungen 22, 24, 26, 28 und 30 elektrische Leitungen sein.
  • Das Heizelement 32 und der Wärmetauscher 34 können dann in Widerstandselementen bestehen, die bei Durchfluß eines elektrischen Stroms Wärme abzugeben in der Lage sind. Wenn die Wärme über ein Fluid zugeführt wird, können das Heizelement 32 und der Wärmetauscher 34 an Abführungsleitungen 36 und 38 zur Abführung des Fluids von dem Heizelement 32 bzw. dem Wärmetauscher 34 angeschlossen sein. Wenn die Wärme als elektrische Energie zugeführt wird, stellen die Leitungen 36 und 38 dann elektrische Verbindungsleitungen dar, die einen Stromversorgungskreis vervollständigen. Der Wärmetauscher 34 in der Komponente 14 ist auch an eine Kühlmittelzuführungsquelle 40 über Leitungen 42 und 44 angeschlossen. Zwischen die Leitungen 42 und 44 ist die Wärmesteuerung 18 eingesetzt, die zusätzlich zu der Steuerung der Wärme zum Wärmetauscher 34 auch den Strom des Kühlmittels zum Wärmetauscher 34 steuert.
  • Die Leitung 44 ist an den Wärmetauscher 34 angeschlossen, und dieser wiederum ist an eine Kühlmittelabführungsleitung 46 zur Abführung des verbrauchten Kühlmittels vom Wärmetauscher 34 angeschlossen. Alternativ könnte das verbrauchte Kühlmittel auch zu der Kühlmittelzuführungsquelle 40 über eine Leitung 48 im Umlauf wieder zurückgeführt werden.
  • Von der Komponente 12 freigesetztes Wasserstoffgas wird der Komponente 14 und der Vorrichtung 10 zugeführt, und von der Komponente 14 freigesetztes Wasserstoffgas wird der Vorrichtung 10 zugeführt. Diese beiden Liefersysteme sind durch eine Reihe von Leitungen mit Strömungsregelventilen zur Regelung des Wasserstoffstroms ergänzt. So führt eine Leitung 50 Wasserstoffgas zu Leitungen 52 und 54. Die Leitung 52 führt zu einem Strömungsregelventil 56, von wo Wasserstoffgas über Leitungen 58 und 60 zur Vorrichtung 10 strömt. Zusätzlich wird Wasserstoffgas der Komponente 14 von der Komponente 12 aus über die Leitung 54, ein Strömungsregelventil 62 und Leitungen 64 und 66 zugeführt. Wasserstoffgas von der Komponente 14 wird der Vorrichtung 10 über die Leitung 66, eine Leitung 68, ein Strömungsregelventil 70, eine Leitung 72 und die Leitung 60 zugeführt.
  • Die Mikrokavitäten-Speicherkomponente 12 besteht aus einer Vielzahl von Mikrokavitäten, die mit Wasserstoffgas unter Drücken bis zu etwa 700 at gefüllt sind. Die Mikrokavitäten messen im Durchmesser im allgemeinen zwischen etwa 5 und etwa 500 {zum. Die Wände der Mikrokavitäten messen im allgemeinen etwa 0,01 bis 0,1 des Durchmessers der Mikrokavitäten.
  • Im allgemeinen bestehen die Mikrokavitäten in Mikrokügelchen.
  • Mikrokügelchen können jedoch zusammengesintert sein zur Bildung porös er Strukturen mit einander verbindenden Poren und geschlossenen Mikroporen. Die einander verbindenden Poren bilden einen Zugang zu den geschlossenen Mikrokavitätenporen über der gesinterten Struktur.
  • Bei der Form einzelner Mikrokügelchen können die gefüllten Kügelchen von Betrieb zu Betrieb wie ein feiner Sand oder suspendiert in Gasen oder Fluida zu Transportzwecken bewegt werden. Poröse Strukturen bieten jedoch den Vorteil einer einfacheren Handhabung. Beispielsweise könnten poröse Kanister aus gesinterten Mikrokügelchen gefüllt und später in Rohren eingesetzt werden, die mit einem Aus laß ausgestattet sind, durch den hindurch der Wasserstroff freigesetzt wird.
  • Hohle Mikrokügelchen können aus Plastik, Kohlenstoff, Metall, Gläsern oder Keramikmaterialien in Abhängigkeit von den gewünschten Leistungscharakteristiken hergestellt werden. Im allgemeinen werden Mikrokügelchen aus Silikatgläsern hergestellt, wie beispielsweise Emerson-Cuming SI-Grad, nämlich als Mikrokügelchen mit hohem Silikatgehalt.
  • Unter hohen Wasserstoffdrücken und erhöhten Temperaturen diffundiert Wasserstoff in die Mikrokavitäten. Bei einer Speicherung unter normalen Temperaturen und unter atmosphärischem Druck verbleibt der Wasserstoff innerhalb der Mikrokavitäten unter hohem Druck. Bei Wiedererwärmung der Mikrokavitäten wird der Wasserstoff dazu veranlaßt, aus der Kavität heraus zu diffundieren, und steht der Wasserstoff somit zum Verbrauch durch die Vorrichtung 10 zur Verfügung.
  • Die Permeabilität der Mikrokuqelwand kann durch ihre Beschichtung verändert werden. Typische Beschichtungen umfassen Kunststoffe und Metalle. Metallbeschichtungen sind von besonders gewünschter Brauchbarkeit, da sie zur Reduzierung der Wasserstoffpermeabilität der Mikrokügelchen bei Speichertemperaturen verwendet werden können, jedoch die Wasserstoffdiffusion in die Mikrokügelchen und aus diesen heraus bei erhöhten Temperaturen während der Füllung der Mikrokügelchen oder der Abgabe von Wasserstoff aus denselben nicht behindern. Metallbeschichtungen können durch stromlose und Elektroplattierungstechniken, chemische Verdampfungszersetzung oder zentrifugale Beschichtungstechniken aufgebracht werden. Typische Metalle, geeignet zur Beschichtung von Silikatglasmikrokügelchenl sind Aluminium, Molybdän, Nickel, Kupfer und deren Legierungen.
  • Die Metallhydrid-Wasserstoffspeicherkomponente 14 macht Gebrauch von einem Stoff oder einer Zusammensetzung mit mindestens einem Metall, das ein Metallhydrid bildet, wenn es Wasserstoff ausgesetzt wird. Darüber hinaus können andere Metalle mit dem primären Metall zur Veränderung der Charakteristiken des fertigen Metallhydrids legiert werden.
  • Das gewählte Basismetall und alle zusätzlichen, mit ihm legierten Metalle werden durch die Vorrichtung bestimmt, der Wasserstoff zugeführt wird. Das beherrschende Kriterium, welches Metallhydrid verwendet wird, ist die Hydridbildungswärme. Wenn Abwärme der Vorrichtung 10 zur Bildung des Metallhydrids zur Freisetzung von Wasserstoff verwendet wird, muß das Metallhydrid geeignet und in der Lage sein, Wasserstoff freizusetzen in dem Temperaturbereich der Abwärme, um Energie zu sparen und keinen zusätzlichen Energieaufwand zur Aufheizung des Metallhydrids erforderlich zu machen.
  • Wie eingangs bereits angegeben worden ist, werden gegenwärtig zwei Hydridsysteme zur Verwendung bei mit Wasserstoff als Brennstoff angetriebenen Automobilen untersucht. Diese Systeme basieren auf Eisentitan- u. Magnesiumlegierungen.
  • Eine Legierung mit gleichen molaren Mengen von Eisen und Titan hat eine Bildungswärme von -5,5 kcal je Wasserstoffmol.
  • Magnesiumhydrid hat eine Bildungswärme von -17,8 kcal je Wasserstoffmol. Durch Legierung von Magnesium mit Nickel oder Kupfer kann die Bildungswärme kleiner gemacht werden. Typischerweise besitzt eine Nickellegierung mit einer Mg2Ni-Verbindung eine Bildungswärme von -15,a kcal je Mol. Hybride, die einen hohen Zerfalldruck bei niedrigen Temperaturen besitzen, besitzen im allgemeinen eine kleine Bildungswärme. Magnesiumnickelhydrid besitzt eine Zerfalltemperatur von etwa 3000C.
  • Die Zerfalltemperatur kann durch Zugabe von Zink zu der Legierung reduziert werden, was zu einer Zerfalltemperatur von etwa 2600C führt. Andere Metalle mit brauchbaren Bildungswärmen, die zur Bildung des Metallhydrids verwendet werden können, sind Vanadium, Niobium, Palladium und eine als "Mischmetall" bezeichnete Legierung. Auch sind zur Bildung von Hydriden bekannt Kalium, Uranium, Zirkonium, Calcium, Lithium und Zer; sie besitzen jedoch eine große Bildungswärme.
  • Eisentitanhydrid ist schwerer als Magnesiumnickelhydrid; da Eisentitanhydrid eine Bildungswärme von nur -5,5 kcal besitzt, liegt die Zerfalltemperatur von Eisentitanhydrid bei nur 25°C. Für die Verwendung in Vorrichtungen 10, die Abwärme zur Freisetzung von Wasserstoff aus dem Metallhydrid verwenden, ist Eisentitanhydrid die bevorzugte Metallegierung.
  • Die Aufheizung dieses Hydrids bei mäßigen Temperaturen führt zu seinem Zerfall und zur Lieferung von Wasserstoff bei Drücken von etwa 7 bis etwa 70 at.
  • Die Wirksamkeit des Metallhydrids hängt auch von der Oberflächengröße des Metalls ab. Die Oberflächengröße kann dadurch stark verbessert werden, daß das Metall einer Reihe von Hydridbildungs/Wasserstofffreisetzungszyklen unterzogen wird.
  • Somit wird die Wirksamkeit des Metallhydrids als Wasserstoffabsorber oder Wasserstofffreisetzer mit Gebrauch verbessert.
  • Anfänglich wird das Hydrid "geladen" indem es mehreren Hydridbildungs/Zerfall-Zyklen ausgesetzt wird.
  • Eine nützliche Eigenschaft der Metallhydride besteht darin, daß sie auf Volumenbasis mehr Wasserstoff enthalten können als cryogenen flüssigen Wasserstoff. Die Mikrokügelchen können fast soviel Volumen Wasserstoff enthalten wie cryogenen Wasserstoff; jedoch sind die Mikrokügelchen im Vergleich zu den Metallhydriden geeignet, diese Wasserstoffspeicherung in einer kleineren Gewichtseinheit zu ermöglichen.
  • Zur weiteren Erläuterung der Erfindung im nachfolgenden Teil dieser Beschreibung wird die Wasserstoff verbrauchende Vorrichtung 10 anhand eines Verbrennungsmotors zum Antrieb eines Fahrzeugs, insbesondere eines Automobils erläutert; dabei bestehen die Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicherkomponente 12 aus Mikrokügelchen und die Metallhydrid-Speicherkomponente 14 aus Eisentitanhydrid. Figur 2 zeigt ein Ges amts chema für die Verwendung von Wasserstoff beginnend mit dessen Erzeugung bis zur Energieerzeugung.
  • Eine Wasserstofferzeugungsanlage 74 erzeugt Wasserstoff nach einem von mehreren Verfahren. Beispielsweise kann Wasser unter Verwendung herkömmlicher Energiesysteme, wie beispielsweise solarer Energie, fossilen Brennstoffs oder nuklearer Energieerzeugungen, im Wege der Elektrolyse verarbeitet werden. Andere Verfahren können in Zukunft ebenfalls zur Verfügung stehen, wie beispielsweise radiochemische oder thermochemische Verfahren zur Wasserstofferzeugung. In jedem Fall wird Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff umgesetzt, und wird die Abwärme dieser Umsetzung zur Einkapselung von Wasserstoff in Mikrokügelchen in einer Einkapselungsanlage 76 verwendet die vorzugsweise in der Nähe der Wasserstofferzeugungsanlage 74 angeordnet sein sollte. Durch Einkapselung des Wasserstoffs bei oder nahe der Wasserstofferzeugungsanlage sind mehrere Vorteile erreicht. Zum einen ergibt sich ein potentieller wirtschaftlicher Gewinn aus einer Erzeugung im Großstil; zum anderen wird die Abwärme der Erzeugung zur Einkapselung des Wasserstoffs verwendet; darüber hinaus wird der Transport des Wasserstoffs durch dessen Einschließung in Mikrokügelchen vereinfacht, und bildet diese Transportform, wie weiter unten noch angegeben wird, einen Vorteil für die Sicherheit.
  • Nach seiner Einkapselung kann der Wasserstoff in einer Langzeitspeichermöglichkeit 78 vor der Abgabe an einen Verbraucher gelagert werden. Da das Wasserstoffgas in Mikrokügelchen enthalten ist, ist der Druck in den zur Aufnahme der Mikrokügelchen verwendeten Tanks viel kleiner als in Tanks, in denen der Wasserstoff in flüssiger oder gasförmiger Form gespeichert würde. Hieraus ergibt sich der Vorteil der Reduzierung der Versprödung der Speichertanks oder Speicherleitungen durch den Wasserstoff auf ein vernachlässigbares Maß. Für eine Langzeitspeicherung können die Speichertanks gekühlt werden, um das Entweichen von Wasserstoff aus den Mikrokügelchen weiter zu verhindern.
  • Nach der Speicherung können die Mikrokügelchen mittels eines Transporters 80 zu den Abgabeeinheiten 82 einer regionalen Servicestation transportiert werden. Der Transport der Mikrokügelchen kann durch Transport von Tanks mit Mikrokügelchen auf Lastkraftwagen, Schiffen, Schienentankwagen etc. bewirkt werden, oder die Mikrokügelchen können in einem Transportfluid, wie beispielsweise Stickstoff oder Luft1 aufgeschlämmt und mittels dieses Fluids in einer Pipeline transportiert werden. Am abgabeseitigen Ende der Pipeline können die Mikrokügelchen von dem Fluid unter Verwendung eines Zyklonseparators oder dergleichen abgeschieden werden.
  • An den Abgabeeinheiten 82 der Servicestation kann der Wasserstoff der Mikrokügelchen in Hydrid-'Ladungen" verwendet werden, wie als Block 84 dargestellt und oben erörtert worden ist. Jedoch besteht der Hauptzweck der Abgabeeinheiten 82 in der Abgabe von Wasserstoff enthaltenden Mikrokügelchen an ein Fahrzeug 86. Dieses verfügt über einen Mikrokügelchenspeichertank 88, der mit den Mikrokügelchen gefüllt wird.
  • Der in dem Mikrokügelchenspeichertank enthaltene Wasserstoff wird als Brennstoffquelle für den Fahrzeugmotor 90 und als eine Ladequelle für das Metallhydrid in dem Speichertank 92 verwendet. Der Fahrzeugmotor 90 verbrennt den Wasserstoff und verwendet die vom Wasserstoff stammende Energie zum Antrieb des Fahrzeugs. Das Abfallprodukt dieses Prozesses ist Wasser; auf diese Weise ist der ökologische Zyklus geschlossen.
  • Es ist des weiteren erreicht, daß, die Mikrokügelchen nachdem sie von dem Wasserstoff entleert worden sind, zur Einkapselungsanlage zwecks Wiederfüllung zurückgeführt werden können.
  • Gemäß Darstellung in Figur 3 ist ein Fahrzeug 86 mit einem Motor 90 mit einem Mikrokügelchen-Speichertank 88 und einem Metallhydrid-Speichertank 92 ausgestattet. Der Speichertank 88 ist mit Mikrokügelchen 94 und der Speichertank 92 mit einer Metallhydrid-Zusammensetzung 96 gefüllt. Der Speichertank 88 besitzt eine mit einem Deckel ausgestattete Öffnung 98, die einen Zugang zum Tank 88 zur Wiederfüllung desselben durch Einfüllung einer frischen Lieferung von Mikrokügelchen 94 gestattet.
  • Im Inneren des Tanks 88 ist ein heizelement 102 vorgesehen, das in einem hohlen Rohr besteht, in dem heiße Gase strömen.
  • Im Inneren des Tanks 82 befindet sich ein Wärmetauscher 104 ebenfalls mit einem hohlen Durchlaß für heiße Gase und zusätzlich einem zweiten Durchlaß für ein Kühlfluid. Eine Auslaßleitung 106 ist an den Auslaßverteiler des Motors 90 angeschlossen und führt heiße Gase von dem Motor 90 weg. Eine Verzweigungsleitung 108 geht von der Auslaßleitung 106 ab.
  • Stromabwärts der Verzweigungsleitung 108 ist ein Verteilerventil 109 vorgesehen, das in geschlossenem Zustand die Abgase der Auslaßleitung in die Verzweigungsleitung 108 leitet.
  • Die Verzweigungsleitung 108 steht mit zwei thermischen Steuerungen in Verbindung, wobei die thermische Steuerung 110 den Strom der heißen Gase zum Heizelement 102 und die thermische Steuerung 112 den Strom der heißen Gase zum Wärmetauscher 104 steuert bzw. regelt. Eine Auslaßleitung 114 führt vom Heizelement 102 weg und in die Auslaßleitung 106 stromabwärts des Verteilerventils 109. In gleicher Weise führt eine Auslaßleitung 116 vom Wärmetauscher 104 weg und zur Auslaßleitung 106.
  • Das Fahrzeug 86 besitzt einen Radiator 118 zur Kühlung des Motors 90. In den Radiator 118 sind Wärmetauscherrohre 120 integriert, die mit einer Kühlmittelzuführungsleitung 122 und einer Kühlmittelrückführungsleitung 124 in Verbindung stehen.
  • Das Kühlmittel fließt durch die Leitung 122 zur thermischen Steuereinheit 112. Von dieser aus fließt das Kühlmittel durch den Wärmetauscher 104 im Metallhydridtank 92 und zurück zu den Wärmeaustauschleitungen 120, und zwar über die Rückführungsleitung 124.
  • Der Metallhydrid-Speichertank 92 besitzt eine öffnung 126, an die eine Wasserstoffleitung 128 anschließt, die anderer seits mit einem Wasserstoffströmungsventil 130 in Verbindung steht. An der Auslaßseite des Strömungsventils 130 schließt eine Leitung 132 an, die mit der Motorversorgungsleitung 134 in Verbindung steht. Der Mikrokügelchen-Speichertank 88 besitzt eine öffnung 136, an der eine Leitung 138 anschließt.
  • Diese Leitung 138 führt in zwei Verzweigungsleitungen 140 und 142. Die Verzweigungsleitung 140 steht mit einem Strömungsventil 144 in Verbindung, an dessen Auslaßseite eine Leitung 146 angeschlossen ist, die mit der Motorversorgungsleitung 134 in Verbindung steht. Die Verzweigungsleitung 142 steht mit einem Strömungsventil 148 in Verbindung, an dessen Auslaßseite eine zusätzliche Leitung 150 angeschlossen ist, die andererseits mit der Leitung 128 in Verbindung steht.
  • An die Leitung 138 ist des weiteren eine Leitung 152 mit einem Zweiwege-Strömungsventil 154 angeschlossen. Dieses Ventil 154 steht mit einem kleinen Wasserstoffgas-Speicher 156-in Verbindung.
  • Eine Hauptsteuereinheit 158 steht mit dem Motor 90, den thermischen Steuerungen 110 und 112, den Strömungsventilen 130, 144, 148 und 154 und dem Verteilerventil 109 über geeignete Steuerleitungen in Verbindung, die alle insgesamt mit 160 bezeichnet sind. Druckfühlereinheiten 162, 164 und 166 sind in den Leitungen 128 und 138 und dem Gasspeicher 156 vorgesehen. Diese Druckfühlereinheiten stehen auch mit der Hauptsteuereinheit 158 in Verbindung, und zwar über Steuerleitungen, die insgesamt mit 168 bezeichnet sind.
  • In der Praxis werden zum Starten des Motors die Strömungsventile 144 und 154 auf Befehl der Hauptsteuereinheit 158 geöffnet, wodurch es ermöglicht wird, daß das im Tank 88 vorhandene restliche Wasserstoffgas und das Wasserstoffgas im Speicher 156 zum Motor strömen, wo es als Brennstoff verbraucht wird. Nach einigen Minuten erreicht der Motor 9Q seine Betriebs temperatur, und sind die vom Motor abgegebenen Abgase heiß. Die Hauptsteuereinheit 158 gibt dann an das Verteilerventil 109 ein Signal zum Schließen und an die thermische Steuereinheit 112 ein Signal zur Öffnung ab, wodurch die heißen Abgase durch den Wärmetauscher 104 hindurchströmen können. Der Wärmetauscher 104 heizt das Metallhydrid im Tank 92 auf, wodurch Wasserstoff aus dem Metallhydrid freigesetzt wird. Das Strömungsventil 130 wird geöffnet, und Wasserstoff wird dem Motor 90 aus dem Metallhydrid-Tank 92 zugeführt.
  • Die thermische Steuereinheit 112 wird jetzt durch die Hauptsteuereinheit 158 geöffnet, wodurch die heißen Gase durch das Heizelement 102 hindurchströmen können, wodurch die Freisetzung von Wasserstoff aus den Mikrokügelchen 94 initiiert wird.
  • Wenn die Strömung des aus dem Tank 88 freigesetzten Wasserstoffs zunimmt, wird die Strömung des Wasserstoffs aus dem Speicher 156 gestoppt, und wird der Speicher 156 wieder unter Druck gesetztl und zwar auf einen vorbestimmten Level, der durch den Druckfühler 166 festgestellt wird. Dann wird das Ventil 154 geschlossen, wodurch eine frische Wasserstoffmenge im Speicher 156 eingeschlossen gehalten wird, die zum nächsten Start des Motors verwendet wird. In Abhängigkeit vom Kraftstoffbedarf des Motors öffnet und schließt die Hauptsteuereinheit 158 die thermischen Steuerungen 110 und 112 und das Verteilerventil 109, wodurch die Menge der heißen Gase geregelt wird, die durch das Heizelement 102 und den Wärmetauscher 104 hindurchströmen, wodurch seinerseits die Freisetzung von Wasserstoff aus den Tanks 88 und 92 geregelt wird.
  • Wenn das Metallhydrid im Tank 92 an Wasserstoff verarmt, wird ein Druckabfall im Tank 92 durch die Druckfühlereinheit 162 signalisiert, und liefert die Hauptsteuereinheit 158 ein Signal an die thermische Steuerung 112, wodurch der Strom der heißen Gase durch den Wärmetauscher 104 gestoppt und der Strom des Kühlmittels durch den Wärmetauscher 104 initiiert wird.
  • Dies initiiert die Abfuhr von Wärme aus dem Tank 92; das Strömungsventil 130 wird geschlossen, und das Strömungsventil 148 wird geöffnet, wodurch Wasserstoff im Tank 88 zum Tank 92 zur Regenerierung des Metallhydrids strömen kann.
  • Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, daß ein großer Teil des zur Betankung des Fahrzeugs verwendeten Wasserstoffs in dem Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher gespeichert wird, was einen Sicherheitsfaktcr darstellt. Es ist bekannt, daß hochexplosive Gase in Mikrokügelchen gespeichert werden können, da die Kügelchen wirkungsvoll die zur Aufrechterhaltung einer Explosion erforderliche Flammenausbreitung unterdrücken bzw. löschen. Wenn ein Fahrzeug mit einer großen Betankung an in Mikrokügelchen eingekapseltem Wasserstoff in einen Unfall verwickelt werden sollte und der Mikrokügelchen-Speichertank reißen sollte, wird der Wasserstoff nicht freigesetzt, sondern in sicherer Weise innerhalb der einzelnen Mikrokügelchen zurückgehalten.
  • Bei einer in Figur 4 dargestelIten alternativen Ausführungsform wird Wasserstoff einer Vorrichtung 170 zugeführt, wobei von einer Metallhydrid-Wasserstoffspeicher-Wasserstofflieferkomponente 172 in Serienschaltung zu einer Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstofflieferkomponente 174 gemacht wird. Die Metallhydridkomponente 172 ist über eine Leitung 176 an die Mikrokavitätenkomponente 174 angeschlossen. In die Leitung 176 ist ein Steuerventil 178 eingesetzt. Eine zweite Leitung 180 verbindet die Mikrokavitätenkomponente 174 mit der den Wasserstoff verbrauchenden Vorrichtung 170. In die Leitung 180 ist ein zweites Steuerventil 182 eingesetzt.
  • Die Komponente 172 enthält ein Metallhydrid 1X4, das identisch zu den vorstehend beschriebenen Hydriden ist. Die Komponente 174 enthält einen Wasserstoffmikrokavitätenspeicher 186 in der Form der vorstehend beschriebenen Mikrokügelchen. Die Komponente 172 enthält des weiteren einen Wärmetauscher 188 mit einem Heizteil 190 und einem Kühlteil 192, die ebenfalls identisch zu den vorstehend beschriebenen Bauteilen sind. Die Komponente 174 enthält des weiteren einen Heizer 194, wie ebenfalls vorstehend bereits beschrieben, wobei sowohl der Heizteil 190 als auch der Heizer 194 mit Wärme von einer Wärmequelle 196, letztere wiederum ähnlich der vorstehend beschriebenen, versorgt werden. Der Kühlteil 192 wird mit Kühlmitteln von einem Kühlmittelspeicher 198 aus versorgt, wie auch bereits vorstehend beschrieben worden ist.
  • Wasserstoff kann der Vorrichtung 110 direkt von der Mikrokavitäten-Speicherkomponente 186 aus durch öffnen des Ventils 182 zugeführt werden. Alternativ kann der Wasserstoff der Vorrichtung 110 auch von der Metallhydridkomponente 172 aus zugeführt werden, und zwar durch Öffnen der Ventile 178 und 182.
  • Die Metallhydridkomponente 184 wird von den Mikrokügelchen 186 aus durch Öffnung des Ventils 178 wieder geladen, während gleichzeitig das Ventil 182 geschlossen ist. Das System kann auch geeignete Steuerungen benutzen, die den vorstehend beschriebenen entsprechen, und zwar zur Uberwachung und Regelung des Wasserstoffstroms.
  • Zum anfänglichen Starten der Vorrichtung 170 können dann, wenn die Mikrokavitätenkomponente 174 mit Mikrokügelchen als Wasserstofflieferkomponente 186 geladen ist, die Toträume zwischen den einzelnen Kügelchen als Speicherreservoir für den restlichen Wasserstoff dienen. Somit kann die Mikrokavitätenkomponente 174 Wasserstoff unter zwei unterschiedlichen Drücken enthalten, nämlich zum einen unter hohem Druck stehenden Wasserstoff innerhalb der Mikrokavitäten und zum anderen unter niederem Druck stehenden Wasserstoff außerhalb der Mikrokavitäten. Diese Art der Wasserstoffspeicherung kann auch bei den anderen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden.
  • Bei der gänzlich anderen Ausführungsform der Erfindung wird lediglich ein einziger Speichertank verwendet. Innerhalb dieses Speichertanks können dann sowohl das Metallhydrid- als auch ein Mikrokavitäten-Speichersystem enthalten sein. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, daß sich das Metallhydrid in unmittelbarer Nähe zu den Mikrokavitäten befindet, wodurch ein direkter Wasserstoffaustausch von den Mikrokavitäten zu dem Metallhydrid ermöglicht wird und zusätzlich die von dem Metallhydrid freigesetzte Wärme, wenn es Wasserstoff absorbiert, direkt zur Aufheizung der Mikrokügelchen zwecks Stimulierung derselben zur Freisetzung zusätzlichen Wasserstoffs verwendet wird.
  • Typische Gasmikrokügelchen setzen Wasserstoff frei bei etwas unter 175°C. Somit sollte bei diesem System das gewählte Metallhydrid ein solches mit einer etwas erhöhten Dissoziationstemperatur sein. Somit findet die bei Absorption von Wasserstoff freigesetzte Energie bei einer Temperatur statt, die etwas höher als die Temperatur ist, die zur Freisetzung des Wasserstoffs aus dem Mikrokavitätenspeicher erforderlich ist.
  • Für diese Art des Systems werden Mallhydride auf der Basis von Magnesium oder einer seiner Legierungen bevorzugt.
  • L e e r s e i t e

Claims (31)

  1. Patentansprüche 1. Wasserstoffliefersystem für eine mit Wasserstoff als Brennstoff arbeitende Vorrichtung, gekennzeichnet durch eine Metallhydrid-Wasserstoffliefereinrichtung (12) mit einem ersten Speichert ank und einer innerhalb desselben untergebrachten Menge eines Stoffs bzw. einer Zusammensetzung, der bzw. die mindestens ein Metall enthält, das Wasserstoff abzugeben in der Lage ist und ein Metallhydrid bildet, das sich, wenn es Wasserstoff ausgesetzt wird, seinerseits unter Freisetzung von Wasserstoff thermisch zu zersetzen in der Lage ist, durch eine Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher Wasserstoffliefereinrichtung (14) mit einem zweiten Speichertank und einer Mikrokavitäteneinrichtung, die in ihr eingekapselten Wasserstoff enthält und innerhalb des zweiten Speichertanks angeordnet ist, durch eine erste Leitung (50, 52, 58, 60) zur Zuführung von Wasserstoff von dem Metallhydrid-Wasserstoffspeichertank (12) aus zu der Vorrichtung (10) hin, durch eine zweite Leitung (66, 68, 72, 60) zur Zuführung von Wasserstoff von der Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstoffliefereinrichtung (14) aus zu der Vorrichtung (10) hin, durch eine dritte Leitung (66, 64, 54, 50) zur Zuführung von Wasserstoff von der Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstoffliefereinrichtung (14) aus zu dem Metallhydrid-Wasserstoffspeichertank (12) hin, durch eine erste Regeleinrichtung (16) zur Regelung der Absorption/Deabsorption von Wasserstoff in der Metallhydrid-Wasserstoffliefereinrichtung (12) durch Regelung der Temperatur des Stoffs bzw. der Zusammensetzung innerhalb dieser Einrichtung (12), durch eine zweite Regeleinrichtung (18) zur Regelung der Freisetzung von Wasserstoff aus der Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstoffliefereinrichtung (14), durch ein erstes Ventil (56) zur Regelung des Wasserstoffstroms durch die erste Leitung (50, 52, 58, 60), durch ein zweites Ventil (70) zur Regelung des Wasserstoffstroms durch die zweite Leitung (66, 68, 72, 60) und durch ein drittes Ventil (62) zur Regelung des Wasserstoffstroms durch die dritte Leitung (66, 64, 54, 50).
  2. 2. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokavitäteneinrichtung in einer Menge von Mikrokügelchen besteht, die in ihnen eingekapselten Wasserstoff enthalten und die in der Lage sind, den in ihnen enthaltenen Wasserstoff bei Anwendung von Wärme auf die Mikrokügelchen freizugeben.
  3. 3. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Regeleinrichtung (18) über Heizmittel (34) innerhalb des zweiten Speichertanks (14) zur Aufheizung der Mikrokügelchen verfügt.
  4. 4. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff bzw. die Zusammensetzung ausgewählt ist aus der Eisentitanhydrid, Magnesiumhydrid, Vanadiumhydrid, Niobiumhydrid, Magnesiumnickelhydrid, Magnesiumkupferhydrid, Mischmetallhydrid und Magnesiumnickelzinkhydrid enthaltenden Gruppe.
  5. 5. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff bzw. die Komposition ausgewählt ist aus der Eisentitanhydrid, Magnesiumhydrid, Magnesiumnickelhydrid enthaltenden Gruppe.
  6. 6. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallhydrid Eisentitanhydrid ist.
  7. 7. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Regeleinrichtung (16) über einen Wärmetauscher (32) innerhalb des ersten Speichertanks (12) verfügt, wobei dieser Wärmetauscher (32) Wärme von dem Stoff bzw. der Komposition innerhalb des ersten Speichertanks (12) absorbiert oder an diesen bzw. diese freigibt.
  8. 8. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Speicher für gasförmigen Wasserstoff und eine vierte Leitung zur Zuführung des Wasserstoffs aus diesem Speicher zur Vorrichtung.
  9. 9. Wasserstoffliefersystem für einen Verbrennungsmotor mit einer Luft/Wasserstoff-Mischeinrichtung, mit deren Hilfe eine brennbare Mischung aus Wasserstoff und Luft dem Verbrennungsmotor zuführbar ist, gekennzeichnet durch eine Metallhydrid-Wasserstoffliefereinrichtung (92) mit einem ersten Speichertank und einer innerhalb desselben untergebrachten Menge eines Stoffs bzw. einer Zusammensetzung, der bzw. die mindestens ein Metall enthält, das Wasserstoff abzugeben in der Lage ist und ein Metallhydrid bildet, das sich, wenn es Wasserstoff ausgesetzt wird, seinerseits unter Freisetzung von Wasserstoff thermisch zu zersetzen in der Lage ist, durch eine Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstoffliefereinrichtung (94) mit einem zweiten Speichertank und einer Mikrokavitäteneinrichtung, die in ihr eingekapselten Wasserstoff enthält und innerhalb des zweiten Speichertanks angeordnet ist, durch eine erste Leitung (128, 132) zur Zuführung von Wasserstoff von dem Metallhydrid-Wasserstoffspeichertank (92) aus zu der Vorrichtung (90) hin, durch eine zweite Leitung (138, 140, 132) zur Zuführung von Wasserstoff von der Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstoffliefereinrichtung (94) aus zu der Vorrichtung (90) hin, durch eine dritte Leitung (138, 142, 150, 128) zur Zuführung von Wasserstoff von der Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstoffliefereinrichtung (94) aus zu dem Metallhydrid-Wasserstoffspeichertank (92) hin, durch eine erste Regeleinrichtung (112) zur Regelung der Absorption/Deabsorption von Wasserstoff in der Metallhydrid-Wassers toff liefereinri chtung (92) durch Regelung der Temperatur des Stoffs bzw. der Zusammensetzung innerhalb dieser Einrichtung (92), durch eine zweite Regeleinrichtung (110) zur Regelung der Freisetzung von Wasserstoff aus der Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstoffliefereinrichtung (94), durch ein erstes Ventil (130) zur Regelung des Wasserstoffstroms durch die erste Leitung (128, 132), durch ein zweites Ventil (144) zur Regelung des Wasserstoffstroms durch die zweite Leitung (138, 140, 132) und durch ein drittes Ventil (148) zur Regelung des Wasserstoffstroms durch die dritte Leitung (138, 142, 150, 128).
  10. 10. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokavitäteneinrichtung in einer Menge von Mikrokügélchen besteht, die in ihnen eingekapselten Wasserstoff enthalten und die in der Lage sind, den in ihnen enthaltenen Wasserstoff bei Anwendung von Wärme auf die Mikrokügelchen freizugeben.
  11. 11. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Regeleinrichtung (110) über Heizmittel (102) innerhalb des zweiten Speichertanks (94) zur Aufheizung der Mikrokügelchen verfügt.
  12. 12. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor Auslaßmittel (106) für heiße Abgase aufweist.
  13. 13. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizmittel in mindestens einem hohlen Rohr (102) innerhalb des zweiten Speichertanks (94) bestehen, daß der Motor (90) eine Auslaßleitung (106) für heißes Abgas aufweist und daß das hohle Rohr (102) mit der Auslaßleitung C106) für das heiße Abgas derart in Verbindung steht, daß das heiße Abgas von der Auslaßleitung (106) aus durch das hohle Rohr (102) hindurchströmen kann unter Aufheizung des Inhalts innerhalb des zweiten Speichertanks (94).
  14. 14. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Regelungseinrichtung (109) innerhalb der Strömung des heißen Abgases zur Regelung des Stroms desselben durch das hohle Rohr (102) hindurch.
  15. 15. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff bzw. die Komposition ausgewählt ist aus der Eisentitanhydrid, Magnesiumnickelhydrid und Magnesiumhydrid enthaltenden Gruppe.
  16. 16. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnetq daß das Metallhydrid Eisentitanhydrid ist.
  17. 17. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Regeleinrichtung (112) über einen Wärmetauscher (104) innerhalb des ersten Speichertanks (92) verfügt, wobei dieser Wärmetauscher (104) Wärme von dem Stoff bzw. der Zusammensetzung innerhalb des ersten Speichertanks (92) absorbiert oder an diesen bzw. diese freigibt.
  18. 18. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (104) über mindestens ein hohles Rohr innerhalb des ersten Speichertanks (92) verfügt.
  19. 19. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbrennungsmotor (90) über eine Auslaßleitung (106) für heißes Abgas verfügt, wobei diese Auslaßleitung (106) mit dem hohlen Rohr des Wärmetauschers (104) derart in Verbindung steht, daß die heißen Abgase der Auslaßleitung (106) durch das hohle Rohr hindurchfließen unter Aufheizung des Inhalts des ersten Speichertanks (92).
  20. 20. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Wärmetauscher (104) über mindestens eine Kühlmittelführungsleitung (122, 124) verfügt und daß eine Kühlmittelliefereinrichtung (118) vorgesehen ist, die Kühlmittel an die Kühlmittelführungsleitung (122, 124) derart liefert, daß Wärme aus dem ersten Speichertank (92) mittels des durch die Kühlmittelführungsleitung (122, 124) fließenden Kühlmittels abführbar ist.
  21. 21. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 20, gekennzeichnet durch eine Regelungseinrichtung (109) zur Regelung des Stroms der heißen Abgase durch den Wärmetauscher (104) hindurch.
  22. 22. Wasserstoffliefersystem für einen Verbrennungsmotor mit einer Luft/Wasserstoff-Mischeinrichtung, mit deren Hilfe eine brennbare Mischung aus Wasserstoff und Luft dem Verbrennungsmotor zuführbar ist, gekennzeichnet durch eine Metallhydrid-Wasserstoffliefereinrichtung (92) mit einem ersten Speichertank und einer innerhalb desse-lben untergebrachten Menge eines Stoffs bzw. einer Zusammensetzung, der bzw. die mindestens ein Metall enthält, das Wasserstoff abzugeben in der Lage ist und ein Metallhydrid bildet, das sich, wenn es Wasserstoff ausgesetzt wird, seinerseits unter Freisetzung von Wasserstoff thermisch zu zersetzen in der Lage ist, durch eine Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstoffliefereinrichtung (94) mit einem zweiten Speichertank und einer Mikrokavitäteneinrichtung, die in ihr eingekapselten Wasserstoff enthält und innerhalb des zweiten Speichertanks angeordnet ist, durch eine erste Leitung (128, 132) zur Zuführung von Wasserstoff von dem Metallhydrid-Wasserstoffspeichertank (92) aus zu der Vorrichtung (90) hin, durch eine zweite Leitung (138, 140, 132) zur Zuführung von Wasserstoff von der Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicller-Wasserstoffliefereinrichtung (94) aus zu der Vorrichtung (90) hin, durch eine dritte Leitung (138, 142, 150, 128) zur Zuführung von Wasserstoff von der Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstoffliefereinrichtung (94) aus zu dem Metallhydrid-Wasserstoffspeichertank (92) hin, durch eine erste Regeleinrichtung (112) zur Regelung der Absorption/Deabsorption von Wasserstoff in der Metallhydrid-Wasserstoffliefereinrichtung (92) durch Regelung der Temperatur des Stoffs bzw. der Zusammensetzung innerhalb dieser Einrichtung (92), durch eine zweite Regeleinrichtung (110) zur Regelung der Freisetzung von Wasserstoff aus der Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstoffliefereinrichtung (94), durch ein erstes Ventil (130) zur Regelung des Wasserstoffstroms durch die erste Leitung (128, 132), durch ein zweites Ventil (i44) zur Regelung des Wasserstoffstroms durch die zweite Leitung (138, 140, 132) und durch ein drittes Ventil (148) zur Regelung des Wasserstoffstroms durch die dritte Leitung (138, 142, 150, 128) , wobei die Mikrokavitäteneinrichtung in einer Menge von Mikrokügelchen besteht, die in ihnen eingekapselten Wasserstoff enthalten und die in der Lage sind, den in ihnen enthaltenen Wasserstoff bei Anwendung von Wärme auf die Mikrokügelchen freizugeben, wobei die zweite Regeleinrichtung (110) über Heizmittel (102) innerhalb des zweiten Speichertanks (94) zur Aufheizung der Mikrokügelchen verfügt, wobei die Heizmittel in mindestens einem hohlen Rohr (102) innerhalb des zweiten Speichertanks (94) bestehen, wobei der Motor (90) eine Auslaßleitung (106) für heißes Abgas aufweist und das hohle Rohr (102) mit der Auslaßleitung (106) für das heiße Abgas derart in Verbindung steht, daß das heiße Abgas von der Auslaßleitung (106) aus durch das hohle Rohr (102) hindurchströmen kann unter Aufheizung des Inhalts innerhalb des zweiten Speichertanks (94), weiter gekennzeichnet durch eine Regelungseinrichtung (109) innerhalb der Strömung des heißen Abgases zur Regelung des Stroms desselben durch das hohle Rohr (102) hindurch, wobei das Metallhydrid Eisentitanhydrid ist, wobei die erste Regeleinrichtung (112) über einen Wärmetauscher (104) innerhalb des ersten Speichertanks (92) verfügt, wobei dieser Wärmetauscher (104) Wärme von dem Stoff bzw. der Zusammensetzung innerhalb des ersten Speichertanks (92) absorbiert oder an diesen bzw. diese freigibt, wobei der Wärmetauscher (104) über mindestens ein hohles Rohr innerhalb des ersten Speichertanks (92) verfügt, wobei diese Auslaßleitung (106) mit dem hohlen Rohr des Wärmetuaschers (104) derart in Verbindung steht, daß die heißen Abgase der Auslaßleitung (106) durch das hohle Rohr hindurchfließen unter Aufheizung des Inhalts des ersten Speichertanks (92), wobei der Wärmetauscher (104) über mindestens eine Kühlmittelführungsleitung (122, 124) verfügt und eine Kühlmittelliefereinrichtung (118) vorgesehen ist, die Kühlmittel an die Kühlmittelführungsleitung (122, 124) derart liefert, daß Wärme aus dem ersten Speichertank (92) mittels des durch die Kühlmittelführungsleitung (122, 124) fließenden Kühlmittels abführbar ist, schließlich gekennzeichnet durch eine zweite Regeleinrichtung zur Regelung des Stroms der heißen Abgase durch den Wärmetauscher (104) hindurch und durch Regelungsmittel zur Regelung des Kühlmittelstroms durch den Wärmetauscher (104) hindurch.
  23. 23. Wasserstoffliefersystem für eine mit Wasserstoff als Brennstoff arbeitende Vorrichtung, gekennzeichnet durch eine Metallhydrid-Wasserstoffliefereinrichtung (172) mit einem ersten Speichert ank und einer innerhalb desselben untergebrachten Menge eines Stoffs bzw. einer Zusammensetzung, der bzw. die mindestens ein Metall enthält, das Wasserstoff abzugeben in der Lage ist und ein Metallhydrid bildet, das sich, wenn es Wasserstoff ausgesetzt wird, seinerseits unter Freisetzung von Wasserstoff thermisch zu zersetzen in der Lage ist, durch eine Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstoffliefereinrichtung (174), die in ihr eingekapselten Wasserstoff enthält und innerhalb des zweiten Speichertanks angeordnet ist, durch eine erste Leitung (180) die die Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstoffliefereinrichtung (174) mit der Vorrichtung (170) verbindet, durch eine zweite Leitung (176), die die Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstoffliefereinrichtung (174) mit der Metallhydrid-Wasserstoffspeichereinrichtung (172) verbindet, durch ein erstes Ventil (182) zur Regelung des Wasserstoffstroms durch die erste Leitung (180) hindurch und durch ein zweites Ventil (178) zur Regelung des Wasserstoffstroms durch die zweite Leitung (176) hindurch.
  24. 24. Wasserstoffliefersystem nach Anspruch 23, gekennzeichnet durch eine erste Regeleinrichtung zur Regelung der Absorption/Deabsorption von Wasserstoff in der Metallhydrid-Wasserstoffliefereinrichtung (172) durch Regelung der Temperatur des Stoffs bzw. der Zusammensetzung innerhalb dieser Einrichtung und durch eine zweite Regeleinrichtung zur Regelung der Freisetzung von Wasserstoff aus der Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher-Wasserstoffliefereinrichtung.
  25. 25. Verfahren zur Lieferung von Wasserstoff von einem Wasserstoffliefersystem aus, das verfügt über einen Speicher zur Aufnahme von Wasserstoff, der seinerseits über mindestens eine Wasserstoffabführungsleitung verfügt, die an den Speicher zur Abführung von Wasserstoff von diesem aus angeschlossen ist, über eine erste Kammer, über eine zweite Kammer und über eine Verbindungseinrichtung zur gegenseitigen Verbindung der beiden genannten Kammern, über einen Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher in der ersten Kammer, wobei dieser Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher eine poröse Struktur mit einer Vielzahl von Mikrokavitäten aufweist, die von geschlossenen Poren gebildet sind, die ihrerseits von für Wasserstoff permeablen Wänden umgeben sind, wobei die Mikrokavitäten den Wasserstoff unter Druck im Inneren ihrer Wände eingekapselt enthalten und bei Aufheizung in der Lage sind, den in ihrem Inneren eingekapselten unter Druck stehenden Wasserstoff freizugeben, über eine Menge eines Stoffs bzw. einer Komposition, die in der Lage ist, mindestens ein Metallhydrid zu bilden, wenn sie dem in der zweiten Kammer angeordneten Wasserstoff ausgesetzt wird, wobei das Metallhydrid in der Lage ist, bei Aufheizung Wasserstoff freizusetzen und bei Kühlung in Anwesenheit von Wasserstoff Wasserstoff zu absorbieren, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokavitäten aufgeheizt werden, um so den unter Druck stehenden Wasserstoff zur Diffusion durch die permeablen Wände hindurch vom Inneren der Mikrokavitäten aus zu deren Äußerem zu veranlassen, daß dem Wasserstoff der Weg zwischen der ersten und der zweiten Kammer durch die Verbindungseinrichtung hindurch ermöglicht wird, daß die Temperatur des Stoffs bzw. der Zusammensetzung in Abstimmung auf den Druck des Wasserstoffs in der zweiten Kammer so reguliert wird, daß der Druck des Wasserstoffs in der zweiten Kammer im wesentlichen konstant bleibt, und daß Wasserstoff durch die Wasserstoffabführungsleitung hindurch zum äußeren Verbrauch aus dem Wasserstoffspeichersystem entzogen wird.
  26. 26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher eine Vielzahl von Mikrokügelchen enthält.
  27. 27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokügelchen aus Silikatglasmikrokügelchen bestehen.
  28. 28. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Mikrokavitäten-Wasserstoffspeicher eine porös.e Struktur mit miteinander in Verbindung stehenden Poren und geschlossenen Poren aufweist, wobei die miteinander in Verbindung stehenden Poren einen Zugang zu den geschlossenen Poren bilden und die geschlossenen Poren in der Lage sind, Wasserstoff unter Druck zu enthalten und Wasserstoff an die miteinander in Verbindung stehenden Poren freizugeben.
  29. 29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß die poröse Struktur aus einer Vielzahl von Glasmikrokügelchen besteht, die zur Bildung eines einheitlichen Körpers zusammengesintert sind.
  30. 30. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff bzw. die Zusammensetzung Eisentitanhydrid enthält bzw.
    aus diesem besteht.
  31. 31. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Stoff bzw. die Zusammensetzung Eisentitanhydrid enthält bzw.
    aus solchem besteht und daß die Mikrokavitäten aus einer Vielzahl von Mikrokügelchen bestehen.
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