JP2013520620A - Hydrogen storage unit - Google Patents

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Abstract

流体連通ポートと、外側容器と、内部区画と、を有する水素容器。内側容器は、水素吸蔵材料、たとえば金属水素化物を収容する。１つの実施形態において、内側容器は外側容器から機械的に隔離される。外側容器と内側容器との間の分離により、各容器間に周辺空間が提供される。内部区画周囲の周辺空間は、内部区間から流体的に隔離されていてもよい。水素貯蔵ユニットは、周辺空間と連通する流体圧力装置と、脱離および吸収中に流体圧力装置を制御するコントローラと、をさらに含む。  A hydrogen container having a fluid communication port, an outer container, and an inner compartment. The inner container contains a hydrogen storage material, such as a metal hydride. In one embodiment, the inner container is mechanically isolated from the outer container. The separation between the outer and inner containers provides a peripheral space between each container. The surrounding space around the inner compartment may be fluidly isolated from the inner section. The hydrogen storage unit further includes a fluid pressure device in communication with the surrounding space and a controller that controls the fluid pressure device during desorption and absorption.

Description

本発明は、水素貯蔵ユニット、特に、固体金属水素化物による水素吸収／吸着および脱離に使用できるユニットに関する。   The present invention relates to a hydrogen storage unit, in particular a unit that can be used for hydrogen absorption / adsorption and desorption by solid metal hydrides.

水素は、燃料としての、またはその他の目的で使用するために貯蔵されうる。水素貯蔵ユニットの中には、水素吸蔵材料、たとえば触媒添加したＭｇＨ２またはその他の高温金属水素化物（および各種合金）の層を保持する、閉鎖された空間を含んでいるものがある。 Hydrogen can be stored for use as a fuel or for other purposes. Some hydrogen storage units include a closed space that holds a layer of hydrogen storage material, such as catalyzed MgH 2 or other high temperature metal hydrides (and various alloys).

このような貯蔵ユニットには、熱に関わる多数の問題が伴う。一般的な水素吸蔵材料は、効率的に動作させるために、３６５℃付近の狭い動作温度範囲内に保持しなければならない。   Such storage units have a number of problems with heat. General hydrogen storage materials must be kept within a narrow operating temperature range around 365 ° C. in order to operate efficiently.

一般に、吸収／吸着中は、すべての材料がその化学的に可能な全量の水素を確実に吸収／吸着するために、水素吸蔵材料の層の中の温度勾配は、２０℃未満である必要がある。層中、最も低温の材料の温度が最も高温の材料の温度より２０℃以上低いと、触媒が水素と化学反応して水素化物を生成し、これによってその有効性が低下する。この温度差が、外壁に最も近い材料について一般的に見られるように、２０℃を大幅に超えると、もたらされる反応速度は実質的に低速化し、吸収／吸着の進行が実用に資する時間内には完了しない。   In general, during absorption / adsorption, the temperature gradient in the layer of hydrogen storage material should be less than 20 ° C. to ensure that all materials absorb / adsorb all the chemically possible amount of hydrogen. is there. If the temperature of the coldest material in the layer is 20 ° C. or more below the temperature of the hottest material, the catalyst chemically reacts with hydrogen to produce hydrides, thereby reducing their effectiveness. As this temperature difference is generally seen for materials closest to the outer wall, when the temperature is significantly above 20 ° C., the resulting reaction rate is substantially reduced and within a time when the progress of absorption / adsorption contributes to practical use. Does not complete.

貯蔵ユニットが充填される際、水素が水素吸蔵材料によって吸収／吸着される。この反応は発熱性であり、すなわち熱を放出する。反応熱が圧縮熱に加わり、水素吸蔵材料を所望の動作温度範囲内に保持するために、これを消散させなければならない。   As the storage unit is filled, hydrogen is absorbed / adsorbed by the hydrogen storage material. This reaction is exothermic, ie it releases heat. The heat of reaction is added to the heat of compression and must be dissipated in order to keep the hydrogen storage material within the desired operating temperature range.

貯蔵ユニットを空にする際、すなわち水素放出時には、水素が水素吸蔵材料から脱離される。この反応は吸熱性であり、すなわち熱を吸収する。   When the storage unit is emptied, that is, when hydrogen is released, hydrogen is desorbed from the hydrogen storage material. This reaction is endothermic, ie it absorbs heat.

一部の貯蔵ユニットはヒータを内蔵し、貯蔵ユニットが水素を放出している間に、水素吸蔵材料を所望の動作温度範囲内に保持する。望ましい動作温度は一般に気温よりずっと高いため、貯蔵ユニットから周囲環境への熱損失を最小にして、ヒータからの必要なエネルギー入力をなるべく小さくすること、すなわち熱効率を最大にすることが望ましい。   Some storage units incorporate a heater to keep the hydrogen storage material within a desired operating temperature range while the storage unit is releasing hydrogen. Since the desired operating temperature is generally much higher than ambient temperature, it is desirable to minimize heat loss from the storage unit to the surrounding environment and minimize the required energy input from the heater, i.e., maximize thermal efficiency.

水素吸蔵材料は水素を吸収／吸着する時に膨張するため、この材料は応力を発生させて、容器を変形または破壊しうる。応力の蓄積もまた、充填密度が高い水素化物層では、微細粉砕された粒子が容器底のギャップの中に落下するために起こることがあり、それゆえ、容器底の水素化物の比質量偏差が徐々に増大する。   Since the hydrogen storage material expands as it absorbs / adsorbs hydrogen, this material can generate stress and deform or break the container. Accumulation of stress can also occur in hydride layers with high packing density because finely pulverized particles fall into the gap at the bottom of the vessel, and therefore the specific mass deviation of the hydride at the bottom of the vessel Increase gradually.

図１は、先行技術による水素貯蔵ユニット１０の断面を概略的に示しており、これは外壁１４を有するタンクの形態であり、水素化物の形態の水素吸蔵材料の層１２を収容する。外壁１４は、外側に向かう正味の力ＦＲによる機械的応力を受ける。外側に向かう正味の力ＦＲは、膨張力（すなわち、水素化物により生成される機械的応力）プラス静水力（すなわち、水素圧）と等しい。 FIG. 1 schematically shows a cross section of a hydrogen storage unit 10 according to the prior art, which is in the form of a tank with an outer wall 14 and contains a layer 12 of hydrogen storage material in the form of a hydride. The outer wall 14 is subjected to mechanical stress due to the force F R of the net outward. Force F R of the net towards the outside, the expansion force (i.e., the mechanical stresses generated by the hydride) plus hydrostatic force (i.e., a hydrogen pressure) equal.

図２は、金属水素化物層の温度勾配を最小にするための先行技術による方式を示す。図２は、その外側周辺で層３０によって断熱されている外側容器２０を示す、軸方向の断面図である。   FIG. 2 shows a prior art scheme for minimizing the temperature gradient of the metal hydride layer. FIG. 2 is an axial cross-sectional view showing the outer container 20 being insulated by the layer 30 around its outer periphery.

外側容器２０は、アルミ発泡体１８、仕切り３２、および金属水素化物粒子３４を担持する。金属水素化物粒子が、アルミ発泡体１８の空隙に充填される。アルミ発泡体１８と金属水素化物粒子３４の混合体は、好ましくは、金属水素化物粒子の固体層より高い熱伝導率を有する。仕切り３２は外側容器２０を横断するように横方向に延び、外側容器２０に沿って長さ方向に離間されており、金属水素化物粒子３４（一般に、粉砕粉末の形態）の運動を最小限に抑えて高密度のスポットをなくす。仕切り３２によって、金属水素化物粒子３４が移動できる距離が最小限となる。   The outer container 20 carries the aluminum foam 18, the partition 32, and the metal hydride particles 34. Metal hydride particles are filled in the voids of the aluminum foam 18. The mixture of aluminum foam 18 and metal hydride particles 34 preferably has a higher thermal conductivity than the solid layer of metal hydride particles. The partitions 32 extend laterally across the outer container 20 and are spaced longitudinally along the outer container 20 to minimize movement of the metal hydride particles 34 (generally in the form of crushed powder). Suppress and eliminate high density spots. The partition 32 minimizes the distance that the metal hydride particles 34 can move.

ライン２２は、外側容器２０の内部で長さ方向に延びる。ライン２２は、有孔金属フィルタを形成するガス透過性壁を有する管状構造である。   The line 22 extends in the length direction inside the outer container 20. Line 22 is a tubular structure with gas permeable walls forming a perforated metal filter.

ライン２２はそれによって、外側容器２０の内部と流体連通して可逆的流路２４を画定し、これを通じて水素が外側容器２０の内部の中に取り込まれ、またそこから放出される。好ましくは、ライン２２は金属水素化物粒子３４の上限より上方に位置付けられる。   The line 22 thereby defines a reversible flow path 24 in fluid communication with the interior of the outer container 20 through which hydrogen is taken into and released from the interior of the outer container 20. Preferably, line 22 is positioned above the upper limit of metal hydride particles 34.

貯蔵ユニット１６には、Ｕ字形のループの形態の冷却管２８が含まれ、これは外側容器２０の内部で貯蔵ユニット１６の全長に沿って延びる。冷却管２８は、取り込み口２６と放出口２５を有する。冷却材が取り込み口２６を通じて管２８の中に取り込まれ、外側容器２０の内部を移動しながらアルミ発泡体１８と金属水素化物粒子３４から熱を吸収し、その後、放出口２５から出る。   The storage unit 16 includes a cooling tube 28 in the form of a U-shaped loop that extends along the entire length of the storage unit 16 within the outer container 20. The cooling pipe 28 has an intake port 26 and a discharge port 25. The coolant is taken into the pipe 28 through the intake port 26, absorbs heat from the aluminum foam 18 and the metal hydride particles 34 while moving inside the outer container 20, and then exits from the discharge port 25.

図３は、図２の先行技術による貯蔵ユニット１８の横断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the prior art storage unit 18 of FIG.

このような各種の先行技術の構造には、大きな欠点がある。   Such various prior art structures have significant drawbacks.

アルミ発泡体は、非常に高価である。その値段は一般に、金属水素化物の少なくとも３倍である。さらに、アルミ発泡体を利用するには、金属水素化物が微粉末の形態であって、発泡体の孔を有効に充填し、高い充填密度が達成されるようにすることが必要である。微粉末の生成により、工具に関する要求が高くなるため、材料生産コストが大幅に増大する。   Aluminum foam is very expensive. The price is generally at least three times that of metal hydrides. Furthermore, to use aluminum foam, it is necessary that the metal hydride is in the form of a fine powder that effectively fills the pores of the foam to achieve a high packing density. The production of fine powder increases the demands on the tool, which greatly increases the material production cost.

仕切りは、シリンダの壁への応力を減らすことができても、これをなくすことはない。その結果、仕切りを有するシリンダの壁にかかる応力は依然として、気体水素によって発生される静水応力をはるかに超えうる。したがって、シリンダの壁は、このような力に抵抗するために、他の貯蔵タンクよりずっと厚くする必要がある。   Even though the partition can reduce the stress on the cylinder wall, it does not eliminate it. As a result, the stress on the wall of the cylinder with the partition can still far exceed the hydrostatic stress generated by gaseous hydrogen. Therefore, the cylinder walls need to be much thicker than other storage tanks to resist such forces.

除熱のために内部熱交換機を有する高断熱のシリンダを使用する場合の欠点は、たとえば３５０℃の熱を抽出するための安全な熱伝達流体にコストがかかる点である。入手可能な流体は一般に高価であり、空気中で自己着火する可能性があり、毒性が高い。   A disadvantage of using a highly insulated cylinder with an internal heat exchanger for heat removal is the cost of a safe heat transfer fluid for extracting heat, for example at 350 ° C. Available fluids are generally expensive, can self-ignite in air, and are highly toxic.

その上に、入手可能な流体の動作温度は一般に４００℃に制限され、これは、３〜５ｂａｒという限定された脱離圧力に関係し、それが今度は水素をユニットから放出できる速度を限定する。高温水素化物におけるより高圧での脱離を実現するためには、十分に高い温度が必要である。電気ヒータ素子を用いて、最高６００℃までの温度を実現できる。   In addition, the operating temperature of available fluids is generally limited to 400 ° C., which is related to a limited desorption pressure of 3-5 bar, which in turn limits the rate at which hydrogen can be released from the unit. . A sufficiently high temperature is required to achieve desorption at higher pressures in high temperature hydrides. Using electric heater elements, temperatures up to 600 ° C. can be realized.

先行技術に関する上記の論及は、情報が当業者の通常の一般的知見の一部であると認めるものではない。   The above discussion of the prior art does not admit that the information is part of the normal general knowledge of those skilled in the art.

本発明の１つの態様は水素貯蔵ユニットを提供し、これは、
流体連通ポートと、
外側容器壁と、
流体連通ポートと流体連通する水素吸蔵材料のための内部区画であって、外側容器壁から離間されて、内部区画と外側容器壁との間に周辺空間を画定するような内部区画と、
を含む。 One aspect of the present invention provides a hydrogen storage unit, which comprises
A fluid communication port;
An outer container wall;
An internal compartment for a hydrogen storage material in fluid communication with the fluid communication port, the internal compartment being spaced from the outer container wall and defining a peripheral space between the inner compartment and the outer container wall;
including.

本発明の好ましい形態において、内部区画は周辺空間と流体連通し、流体連通ポートは、内部区画を貯蔵ユニットの外部と流体連通させて、水素貯蔵ユニットから水素を放出し、またそこに水素を取り込むための１つまたはそれ以上の流路を含む。流体連通ポートは、水素脱離中に周辺空間を少なくとも実質的に迂回するように構成される。放出中、周辺空間内の水素は、好ましくは静止しているか低速で移動して、水素吸蔵材料を外部から断熱する。   In a preferred form of the invention, the internal compartment is in fluid communication with the surrounding space and the fluid communication port causes the internal compartment to be in fluid communication with the exterior of the storage unit to release hydrogen from and take in hydrogen therein. One or more flow paths for. The fluid communication port is configured to at least substantially bypass the surrounding space during hydrogen desorption. During the discharge, the hydrogen in the surrounding space is preferably stationary or moves at a low speed to insulate the hydrogen storage material from the outside.

外側容器壁が、内部区画の中に収容された水素吸蔵材料によって発生される機械的応力から、実質的に機械的に隔離されることが好ましい。さらに、水素化物のサイクル中に生じる温度差によって誘発されるかもしれない熱膨張または収縮応力から容器を隔離することが好ましい。   It is preferred that the outer container wall be substantially mechanically isolated from mechanical stresses generated by the hydrogen storage material contained in the inner compartment. In addition, it is preferable to isolate the container from thermal expansion or contraction stresses that may be induced by temperature differences that occur during the hydride cycle.

貯蔵ユニットの内部区画は、水素吸蔵材料を収容するように構成される。このようなユニットによれば、外側容器は内部区画の少なくとも実質的部分を取り囲むか、または完全に収容し、かつ、それから離間されて、内部区画の周囲に周辺空間を画定してもよい。内部区画は、区画壁とエンドピースを含んでいてもよく、エンドピースは外側容器壁と係合して、内部区画を外側容器内に支持する。区画壁は、好ましくは円筒形であり、エンドピースは円錐形、切頭円錐形または半球形である。内部区画をエンドピースで支持することによって、内部区画と外側容器との間の中間構造構成要素をなくすことができ、それゆえ、内部区画内の水素吸蔵材料、外側容器および周辺の外部環境の間の熱伝導経路が減り、またはなくなる。   The internal compartment of the storage unit is configured to contain a hydrogen storage material. According to such a unit, the outer container may surround or completely enclose at least a substantial part of the inner compartment and be spaced therefrom to define a peripheral space around the inner compartment. The inner compartment may include a compartment wall and an end piece that engages the outer container wall to support the inner compartment within the outer container. The partition wall is preferably cylindrical and the end piece is conical, frustoconical or hemispherical. By supporting the inner compartment with the end piece, intermediate structural components between the inner compartment and the outer container can be eliminated, and therefore between the hydrogen storage material in the inner compartment, the outer container and the surrounding external environment. The heat conduction path is reduced or eliminated.

任意選択により、内部区画壁は実質的に円筒形であり、外側容器壁は内部区画を完全に取り囲む。外側容器は、内部区画を同心円状に取り囲む、実質的に円筒形の内壁を含み、環状の空間である周辺空間を画定してもよい。好ましくは、内部区画はエンドピースだけで外側容器内に支持される。それゆえ、外側容器壁と内部区画壁との間に構造的支持手段が不要となり、したがって、構造的支持手段を通って熱を伝導する直接的な経路がなくなる。本発明の１つの形態において、内部区画は水素取り込み中に内部区画の周囲の周辺空間と流体連通し、それによって周辺空間が加圧される。内部区画は流体連通ポート付近の位置で、好ましくはエンドピースを通じて周辺空間と流体連通する。流体連通は、内部区画のエンドピースの圧力均衡化ポートで行われてもよい。   Optionally, the inner compartment wall is substantially cylindrical and the outer container wall completely surrounds the inner compartment. The outer container may include a substantially cylindrical inner wall that concentrically surrounds the inner compartment and defines a peripheral space that is an annular space. Preferably, the inner compartment is supported in the outer container only by the end piece. Therefore, no structural support means is required between the outer container wall and the inner compartment wall, and therefore there is no direct path for conducting heat through the structural support means. In one form of the invention, the interior compartment is in fluid communication with the surrounding space around the interior compartment during hydrogen uptake, thereby pressurizing the surrounding space. The internal compartment is in fluid communication with the surrounding space at a location near the fluid communication port, preferably through an end piece. Fluid communication may occur at the pressure balancing port of the end piece of the inner compartment.

本発明の他の形態によれば、周辺空間は内部区画から流体的に隔離される。周辺空間内の圧力を制御するために流体圧力装置を設置してもよい。たとえば、流体圧力装置は、前記水素放出中に周辺空間を真空化するように構成または制御されてもよい。   According to another aspect of the invention, the surrounding space is fluidly isolated from the internal compartment. A fluid pressure device may be installed to control the pressure in the surrounding space. For example, a fluid pressure device may be configured or controlled to evacuate the surrounding space during the hydrogen release.

内部区画は主としてシートメタル、たとえば厚さ０．７５ミリメートルのステンレススチール（または、その他の水素適合材料、すなわち銅、アルミニウム等）で形成されてもよい。   The inner compartment may be formed primarily of sheet metal, eg, 0.75 millimeter thick stainless steel (or other hydrogen compatible material, ie, copper, aluminum, etc.).

水素吸蔵材料は、１つまたそれ以上の高温金属水素化物を含んでいてもよい。   The hydrogen storage material may include one or more high temperature metal hydrides.

前記水素放出中に水素吸蔵材料を加熱するために、加熱素子が設けられていてもよい。   A heating element may be provided to heat the hydrogen storage material during the hydrogen release.

本発明の第二の態様は水素貯蔵ユニットを提供し、これは、
流体連通ポートと、
水素吸蔵材料を収容するための内部区画と、
内部区画を取り囲み、内部区画の周囲に内部区画から隔離される周辺空間を画定する外側容器壁と、
周辺空間と連通する流体圧力装置と、
流体圧力措置を制御するコントローラと、
を含み、
コントローラは、
ｉ）水素脱離中に周辺空間内の圧力を下げて、内部区画を断熱し、
ｉｉ）水素吸収／吸着中に周辺空間内の圧力を上げて、熱を内部区画から外側容器壁へと伝導する
ように構成される。 A second aspect of the present invention provides a hydrogen storage unit, which comprises
A fluid communication port;
An internal compartment for containing the hydrogen storage material;
An outer container wall surrounding the inner compartment and defining a surrounding space isolated from the inner compartment around the inner compartment;
A fluid pressure device in communication with the surrounding space;
A controller for controlling fluid pressure measures;
Including
The controller
i) lowering the pressure in the surrounding space during hydrogen desorption to insulate the internal compartment,
ii) configured to increase the pressure in the surrounding space during hydrogen absorption / adsorption to conduct heat from the inner compartment to the outer vessel wall.

本発明の第三の態様は、第一の態様と一致する水素貯蔵ユニットを提供し、
内部区画が少なくも１つの均圧ポートによって周辺空間に連結され、
流体連通ポートは、周辺空間を迂回して内部区画と流体連通する。 A third aspect of the present invention provides a hydrogen storage unit consistent with the first aspect;
The inner compartment is connected to the surrounding space by at least one pressure equalization port,
The fluid communication port bypasses the surrounding space and is in fluid communication with the internal compartment.

第一の態様と同様に、第二と第三の態様において、内部区画は区画壁とエンドピースを含んでいてもよく、エンドピースは外側容器壁と係合して、内部区画を外側容器内に支持する。区画壁は好ましくは円筒形であり、エンドピースは円錐形または頭切円錐形である。内部区画をエンドピースで支持することにより、内部区画と外側容器との間に中間構造構成要素が不要となり、それゆえ、内部区画内の水素吸蔵材料、外側容器および周辺の外部環境の間の熱伝導経路が減り、またはなくなる。   Similar to the first aspect, in the second and third aspects, the inner compartment may include a compartment wall and an end piece, the end piece engaging the outer container wall to place the inner compartment within the outer container. To support. The partition wall is preferably cylindrical and the end piece is conical or truncated cone. By supporting the inner compartment with the end piece, no intermediate structural components are required between the inner compartment and the outer container, and therefore heat between the hydrogen storage material in the inner compartment, the outer container and the surrounding external environment. The conduction path is reduced or eliminated.

流体連通ポートは、水素貯蔵容器の上部で外側容器に入り、内部区画の上側エンドピースの開口部を通過する。   The fluid communication port enters the outer container at the top of the hydrogen storage container and passes through the opening in the upper end piece of the inner compartment.

水素貯蔵ニットの概略的横断面図である。It is a schematic cross-sectional view of a hydrogen storage knit. 水素貯蔵ユニットの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of a hydrogen storage unit. 図２の水素貯蔵ユニットの横断面図である。It is a cross-sectional view of the hydrogen storage unit of FIG. 本発明のある実施形態による水素貯蔵ユニットの側面図である。1 is a side view of a hydrogen storage unit according to an embodiment of the present invention. 図４の水素貯蔵ユニットの軸方向断面図である。It is an axial sectional view of the hydrogen storage unit of FIG. 図５に示される軸方向断面図の端部の拡大図である。It is an enlarged view of the edge part of axial direction sectional drawing shown by FIG. 本発明の他の実施形態による水素貯蔵ユニットの概略横断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a hydrogen storage unit according to another embodiment of the present invention. 水素貯蔵ユニットの、水素ギャップがない場合（ａ）とある場合（ｂ）のＦＥＡシミュレーションである。It is a FEA simulation of a hydrogen storage unit when there is no hydrogen gap (a) and when there is (b). 水素貯蔵ユニットのＦＥＡシミュレーションであり、吸収／吸着のためにギャップ内の水素が７ｂａｒである場合（ａ）と、脱離のためにギャップ内の水素が１ｂａｒである場合（ｂ）を示す。It is a FEA simulation of a hydrogen storage unit, showing a case where the hydrogen in the gap is 7 bar for absorption / adsorption (a) and a case where the hydrogen in the gap is 1 bar for desorption (b).

当然のことながら、本明細書で開示され、定義される本発明は、説明文または図面に示され、またはこれらから明らかとなる個々の特徴の２つ以上のすべての選択可能な組み合わせを含む。これらの異なる組み合わせのすべてが本発明の各種の選択可能な態様を構成する。   It will be understood that the invention disclosed and defined herein includes all selectable combinations of two or more of the individual features shown in or apparent from the description or drawings. All of these different combinations constitute various selectable aspects of the invention.

図４、図５、図６は、本発明のある好ましい実施形態を示す。水素貯蔵ユニット５０は、外側容器壁５２Ａを含み、内部区画５４Ａを担持し、そこには今度は、好ましくはＭｇＨ２の形態の水素吸蔵材料５６の集合が担持される。管状首部５８は、内部区画５４Ａの中に担持される水素吸蔵材料５６と連通する取り込み／放出用流路のための流体連通ポートを画定する。 4, 5 and 6 illustrate certain preferred embodiments of the present invention. The hydrogen storage unit 50 includes an outer container wall 52A and carries an internal compartment 54A, which in turn carries a collection of hydrogen storage materials 56, preferably in the form of MgH 2 . Tubular neck 58 defines a fluid communication port for an uptake / release channel that communicates with hydrogen storage material 56 carried in internal compartment 54A.

外側容器壁５２Ａは実質的に円筒形であり、終端には外側にドーム型となった端６２と６４がある。電気接続箱５１がドーム型の端６４により担持される。水素貯蔵容器は一般に、支持手段７２を含む基底部５７と、電気加熱素子５５に電力を供給する接続箱５１の上で直立する。加熱素子は接続箱５１から延びるが、素子のうち、内部区画内に収容される部分だけがアクティブで、熱を供給する。   The outer container wall 52A is substantially cylindrical and has ends dome-shaped ends 62 and 64 at the ends. An electrical junction box 51 is carried by a dome-shaped end 64. The hydrogen storage container generally stands upright on a base 57 including support means 72 and a junction box 51 that supplies power to the electric heating element 55. The heating element extends from the junction box 51, but only the portion of the element that is housed in the internal compartment is active and supplies heat.

内部区画５４Ａもまた円筒形であり、外側容器５２Ａの中に同心円状に設置される。内部区画５４Ａの外側は、外側容器壁５２Ａの内面より約３ｍｍ小さく（半径で）、厚さ約３ｍｍの管状気体空間の形態の周辺空間６０が画定される。この実施形態において、周辺空間６０は水素で充填され、それゆえ、水素ギャップが形成される。   The inner compartment 54A is also cylindrical and is installed concentrically in the outer container 52A. The outer side of the inner compartment 54A is defined as a peripheral space 60 in the form of a tubular gas space that is about 3 mm smaller (by radius) than the inner surface of the outer container wall 52A and about 3 mm thick. In this embodiment, the peripheral space 60 is filled with hydrogen, thus forming a hydrogen gap.

内部区画により、水素吸蔵材料が熱膨張および収縮しても、外側容器壁には無関係である。これによって、外側容器が受ける熱誘起応力の程度が低下して、外側容器の構造的不良の可能性を低減させる。   Due to the internal compartment, the hydrogen storage material is independent of the outer container wall, even if it thermally expands and contracts. This reduces the degree of thermally induced stress experienced by the outer container and reduces the possibility of structural failure of the outer container.

図７は、この構成の利点のいくつかを概略的に示す。周辺空間６０’は、内壁５４’を外壁５２’から機械的に隔離し、それによって内壁５４’は水素吸蔵材料の膨張によって発生される機械力と等しい、外側に向かう正味の膨張力を受ける。この応力は外壁５２’に伝えられず、それによって外壁５２’は静水圧と等しい、外側に向かう正味の力を受ける。   FIG. 7 schematically illustrates some of the advantages of this configuration. The peripheral space 60 'mechanically isolates the inner wall 54' from the outer wall 52 'so that the inner wall 54' experiences a net outward expansion force equal to the mechanical force generated by the expansion of the hydrogen storage material. This stress is not transmitted to the outer wall 52 ', whereby the outer wall 52' receives a net outward force equal to the hydrostatic pressure.

内部区画５４Ａは、内部区画壁５４とエンドピース６６、６８を含む。エンドピース６６、６８は、外側容器壁と係合して内部区画を外側容器内に支持する。係合は、内側ドーム型エンドピース６２に直接であっても、またはそれ自体がドーム型のエンドピース６２に固定される流体連通ポートとの連結を介してであってもよい。   The internal compartment 54A includes an internal compartment wall 54 and end pieces 66,68. End pieces 66, 68 engage the outer container wall to support the inner compartment within the outer container. Engagement may be directly on the inner dome shaped end piece 62 or via a connection with a fluid communication port which is itself secured to the dome shaped end piece 62.

区画壁は好ましくは円筒形であり、区画のエンドピースは円錐形または切頭円錐形である。内部区画を区画エンドピースで支持することによって、内部区画と外側容器との間の中間構造構成要素は不要となり、それゆえ、内部区画内５４Ａの水素吸蔵材料、外側容器７１および周辺の外部環境の間の熱伝導経路が減り、またはなくなる。   The compartment wall is preferably cylindrical and the end piece of the compartment is conical or frustoconical. By supporting the inner compartment with the compartment end piece, no intermediate structural components between the inner compartment and the outer container are required, and therefore the hydrogen storage material in the inner compartment 54A, the outer container 71 and the surrounding external environment The heat conduction path between them is reduced or eliminated.

図のように、外側容器壁５２Ａは、区画５４Ａの実質的に全部を封入する。   As shown, the outer container wall 52A encloses substantially all of the compartment 54A.

流体連通導管５８Ａが流体連通ポート５８から水素貯蔵容器の上部で外側容器に入り、内部区画の上側エンドピース６２の開口部を通過する。流体連通導管５８Ａは区画５４Ａの内部と直接連通し、これによって水素を貯蔵ユニット５０の中に取り込み、そこから放出することができ、その際、周辺空間６０の中に担持される水素の擾乱はわずかにすぎない。   A fluid communication conduit 58A enters the outer container at the top of the hydrogen storage container from the fluid communication port 58 and passes through the opening of the upper end piece 62 of the inner compartment. The fluid communication conduit 58A communicates directly with the interior of the compartment 54A so that hydrogen can be taken into and released from the storage unit 50, where the disturbance of the hydrogen carried in the peripheral space 60 is There are only a few.

この実施形態において、流体連通導管５８Ａが連通する内部区画５４Ａの端を画定する上側区画エンドピース６６は均圧ポートを含み、これは、導管５８Ａと同心円状のピッチ円上で均等に離間された６つの小さな開口部７０の形態である。図のように、開口部７０は首部５８の付近にある。   In this embodiment, the upper compartment end piece 66 that defines the end of the internal compartment 54A with which the fluid communication conduit 58A communicates includes a pressure equalization port that is evenly spaced on a concentric pitch circle concentric with the conduit 58A. It is in the form of six small openings 70. As shown, the opening 70 is near the neck 58.

水素を水素貯蔵ユニット５０から除去する間（脱離）、水素吸蔵材料は、内部区画内の加熱素子によって加熱される。それゆえ、流体連通ポート５８が開くと、水素は内部区画５４Ａからユニット５０の外へと流れる。周辺空間６０は開口部７０を介して内部区画５４Ａと連通し、それによって周辺空間６０内の圧力が低下する。   During the removal of hydrogen from the hydrogen storage unit 50 (desorption), the hydrogen storage material is heated by a heating element in the internal compartment. Therefore, when the fluid communication port 58 is open, hydrogen flows out of the unit 50 from the internal compartment 54A. The peripheral space 60 communicates with the internal compartment 54A through the opening 70, thereby reducing the pressure in the peripheral space 60.

当業者であればわかるように、水素除去のために流体連通ポート５８が最初に開かれ、水素吸蔵材料が加熱されて水素を脱離するとき、周辺空間６０から開口部７０を通じて放出口５０に向かう水素の初期流があるかもしれないが、その後、除去／脱離中、周辺空間内の水素は多かれ少なかれ静止している。このような低圧水素の充満した周辺空間は、水素吸蔵材料５６を外側容器壁５２とユニットの外部から断熱するために有益な、効果的な断熱材であることがわかっている。これは、水素除去／脱離中の熱損失を低減させ、加熱素子５５によって供給される必要のある熱の量を減少させるのに有益である。   As will be appreciated by those skilled in the art, when the fluid communication port 58 is first opened for hydrogen removal and the hydrogen storage material is heated to desorb hydrogen, the peripheral space 60 is passed through the opening 70 to the outlet 50. There may be an initial flow of hydrogen heading, but then the hydrogen in the surrounding space is more or less stationary during removal / desorption. Such a surrounding space filled with low-pressure hydrogen has been found to be an effective and effective heat insulating material for insulating the hydrogen storage material 56 from the outer container wall 52 and the outside of the unit. This is beneficial to reduce heat loss during hydrogen removal / desorption and to reduce the amount of heat that needs to be supplied by the heating element 55.

ユニット５０は、流体連通ポート５８に加圧した水素を供給することによって充填され、これによって水素は内部区画５４Ａ内に取り込まれる。取り込まれた水素は、水素吸蔵材料５６によって吸収／吸着される。水素の吸収／吸着は発熱性であるため、取り込み／吸収／吸着中、ユニット５０は、水素吸蔵材料５６が水素を吸収／吸着する際の反応熱によって加熱される。前述のように、この熱を消散させて、水素吸蔵材料５６がその有効な動作温度範囲内に保持されるようにすることが重要である。   The unit 50 is filled by supplying pressurized hydrogen to the fluid communication port 58, whereby hydrogen is taken up into the internal compartment 54A. The taken-in hydrogen is absorbed / adsorbed by the hydrogen storage material 56. Since the absorption / adsorption of hydrogen is exothermic, the unit 50 is heated by the heat of reaction when the hydrogen storage material 56 absorbs / adsorbs hydrogen during uptake / absorption / adsorption. As mentioned above, it is important to dissipate this heat so that the hydrogen storage material 56 is maintained within its effective operating temperature range.

図の実施形態によれば、水素が圧力下で流体連通ポート５８を通じて容器５０の中に供給されるため、水素は内部区画５４Ａから、開口部７０を通じて周辺空間６０の中へと流れる。したがって、取り込み／吸収／吸着中、周辺空間６０は高密度に加圧された水素で占められ、有効な熱導体を形成する。それゆえ、取り込み／吸収／吸着中、周辺空間は水素吸蔵材料５６から外側容器５２に、そして今度はその外部へと有効に熱を伝導して、熱を消散させる。   According to the illustrated embodiment, hydrogen flows into the vessel 50 under pressure through the fluid communication port 58, so that the hydrogen flows from the interior compartment 54A through the opening 70 into the peripheral space 60. Thus, during uptake / absorption / adsorption, the surrounding space 60 is occupied by densely pressurized hydrogen, forming an effective thermal conductor. Therefore, during uptake / absorption / adsorption, the surrounding space effectively conducts heat to dissipate heat from the hydrogen storage material 56 to the outer container 52 and then to the outside.

もちろん、開口部７０は不可欠ではない。本発明の他の実施形態によれば、周辺空間６０は内部区画５４Ａから流体的に隔離され、それによって周辺空間６０と内部区画５４Ａは異なる圧力に保持されてもよい。この実施形態によれば、図９に示されるように、流体圧力装置、たとえば容積式圧縮機を、周辺空間６０’内の圧力を制御するために使用してもよい。コントローラ７４は、周辺空間６０’内の圧力を制御するように流体圧力装置７３を駆動して、所望の程度の断熱を実現するように構成される。たとえば、コントローラ７４と流体圧力装置７３は、除去／脱離中には周辺空間６０’内の圧力を下げて断熱性を高めて、熱損失を減少させてもよい。実際に、流体圧力装置７３とコントローラ７４は、断熱性を高めるために、すなわち陰圧を供給することによって、周辺空間を真空化するように構成されてもよい。流体圧力装置７３とコントローラ７４は、一体化されていてもよい。あるいは、これらはある程度の距離で分離されていてもよい。コントローラ７４は接続箱５１内に取り付けられてもよい。   Of course, the opening 70 is not essential. According to other embodiments of the present invention, the peripheral space 60 may be fluidly isolated from the internal compartment 54A so that the peripheral space 60 and the internal compartment 54A may be held at different pressures. According to this embodiment, a fluid pressure device, such as a positive displacement compressor, may be used to control the pressure in the surrounding space 60 ', as shown in FIG. The controller 74 is configured to drive the fluid pressure device 73 to control the pressure in the surrounding space 60 'to achieve the desired degree of thermal insulation. For example, the controller 74 and the fluid pressure device 73 may reduce the pressure loss in the peripheral space 60 'during removal / desorption to increase thermal insulation and reduce heat loss. In fact, the fluid pressure device 73 and the controller 74 may be configured to evacuate the surrounding space to enhance thermal insulation, i.e., by supplying negative pressure. The fluid pressure device 73 and the controller 74 may be integrated. Alternatively, they may be separated by some distance. The controller 74 may be installed in the connection box 51.

取り込み／吸収／吸着中、流体圧力装置７３とコントローラ７４は一般に、周辺空間６０’の中の圧力を高めて、熱伝達を改善する。   During uptake / absorption / adsorption, the fluid pressure device 73 and the controller 74 generally increase the pressure in the surrounding space 60 'to improve heat transfer.

本発明の変形には、以下のような用途がある。
・ 圧縮ガスＭＣＰの交換用固体水素シリンダパック
・ 出荷用コンテナに含められる固体水素貯蔵システム
・ 廃熱回収のために高温燃料電池と接合される固体水素貯蔵システム
・ 廃熱利用のために内燃機関と接合される水素貯蔵システム
・ 燃料補充用水素貯蔵システム
・ ＰＥＭ燃料電池用水素貯蔵システム
本発明の有効性を説明するために、図８は、水素貯蔵ユニットの、水素ギャップがない場合（Ａ）と、ある場合（Ｂ）との有限要素解析シミュレーションを示す。エアギャップを持たないユニットでは、外壁に最も近い材料において冷却効果が明らかに顕著である。これに対して、水素ギャップのあるユニットでの冷却効果は有意に低い。 The modifications of the present invention have the following uses.
・ Solid hydrogen cylinder pack for replacement of compressed gas MCP ・ Solid hydrogen storage system included in shipping container ・ Solid hydrogen storage system joined with high-temperature fuel cell for waste heat recovery ・ Internal combustion engine for waste heat utilization Hydrogen storage system to be joined, hydrogen storage system for fuel replenishment, hydrogen storage system for PEM fuel cell In order to explain the effectiveness of the present invention, FIG. 8 shows a case where the hydrogen storage unit has no hydrogen gap (A) and The finite element analysis simulation with a case (B) is shown. In units without an air gap, the cooling effect is clearly noticeable in the material closest to the outer wall. On the other hand, the cooling effect in the unit having a hydrogen gap is significantly low.

薄いギャップでも、水素層の縁辺とシリンダの壁との間に大きな温度差を生じさせることができる。これによって、水素層は中心から周囲に向かって２０℃未満の温度勾配で動作でき（たとえば、Ｔｃｅｎｔｅｒ＝３７０℃、Ｔｉｎｎｅｒ ｗａｌｌ＝３６０℃）、その一方で、外壁ははるかに低い温度の２５０℃で動作する。 Even a thin gap can cause a large temperature difference between the edge of the hydrogen layer and the cylinder wall. This allows the hydrogen layer to operate from the center to the ambient with a temperature gradient of less than 20 ° C. (eg, T center = 370 ° C., T inner wall = 360 ° C.), while the outer wall has a much lower temperature of 250 Operates at ℃.

最後に、ギャップ内の水素圧は、吸収／吸着と脱離との間で変化させて、要求に適合するように熱伝達を偏らせることができる。吸収／吸着では、層と壁との間の良好な熱伝達が必要であり、水素圧力を高くして、伝導率を大きくするべきである。これに対して、熱損失が望ましくない脱離中は、圧力をずっと下げるか真空として、層と外壁との間の熱伝導率を最小限に抑えることができる。キャップ内の水素圧の効果が図９に示されており、これは水素貯蔵ユニットの有限要素解析シミュレーションであり、吸収／吸着時にギャップ内の水素が７ｂａｒで、熱流束がはるかに大きい場合（ａ）と、脱離時にギャップ内の水素が１ｂａｒである場合（ｂ）とを示している。   Finally, the hydrogen pressure in the gap can be varied between absorption / adsorption and desorption to bias heat transfer to meet requirements. Absorption / adsorption requires good heat transfer between the layer and the wall, and the hydrogen pressure should be increased to increase the conductivity. In contrast, during desorption where heat loss is not desired, the pressure between the layers and the outer wall can be minimized by reducing the pressure much or applying a vacuum. The effect of hydrogen pressure in the cap is shown in FIG. 9, which is a finite element analysis simulation of a hydrogen storage unit, with 7 bar of hydrogen in the gap during absorption / adsorption and a much higher heat flux (a ) And (b) when the hydrogen in the gap is 1 bar at the time of desorption.

層と壁との間の水素充填ギャップは当然、より高い圧力が望ましい吸収／吸着中には加圧される。より高圧の水素は、層からユニットの外壁へと熱をよく伝導し、そこでは外部冷却システムが熱を抽出できる。   The hydrogen filling gap between the layer and the wall is naturally pressurized during absorption / adsorption where higher pressure is desirable. The higher pressure hydrogen conducts heat well from the bed to the outer wall of the unit, where an external cooling system can extract the heat.

層と壁との間の水素充填ギャップは当然、より低い圧力が望ましい脱離中には減圧され、または時には真空化される。より低圧の水素／真空は、層とユニットの壁との間でよく断熱して、熱損失を最小に抑える。   The hydrogen filling gap between the layer and the wall is of course depressurized or sometimes evacuated during desorption where lower pressure is desired. The lower pressure hydrogen / vacuum provides good insulation between the layers and the unit walls, minimizing heat loss.

ギャップの加圧と減圧は受動的として、吸収／吸着および脱離時のユニットの圧力変化に追従させることができる。あるいは、ギャップを金属水素化物層から隔離し、したがって層の圧力を変えることができる。これによって、陽圧での脱離中はギャップ内部を真空とすることも、ギャップ内の水素圧をはるかに高くして、低圧で吸収／吸着を行うことも可能となるであろう。   Gap pressurization and depressurization can be made passive to follow unit pressure changes during absorption / adsorption and desorption. Alternatively, the gap can be isolated from the metal hydride layer, thus changing the layer pressure. This would allow the gap to be evacuated during desorption at positive pressure, or the hydrogen pressure in the gap to be much higher to allow absorption / adsorption at low pressure.

当然のことながら、本明細書中で開示され、定義された本発明は、説明文または図面に示され、これらから明らかとなる個々の特徴のすべての選択可能な組み合わせを含む。これらの異なる組み合わせのすべてが、本発明の各種の選択可能な態様を構成する。   It will be appreciated that the invention disclosed and defined herein includes all selectable combinations of individual features shown in or apparent from the description or drawings. All of these different combinations constitute various selectable aspects of the invention.

Claims (15)

水素貯蔵ユニットであって、
流体連通ポートと、
外側容器壁を含む外側容器と、
前記流体連通ポートと流体連通する、水素吸蔵材料のための内部区画であって、前記外側容器壁から離間されて、前記内部区画と外側容器壁との間に周辺空間を画定するような内部区画と、
を含む水素貯蔵ユニット。 A hydrogen storage unit,
A fluid communication port;
An outer container including an outer container wall;
An internal compartment for hydrogen storage material in fluid communication with the fluid communication port, the internal compartment being spaced from the outer container wall and defining a peripheral space between the inner container and the outer container wall When,
Including a hydrogen storage unit. 請求項１に記載の水素貯蔵ユニットにおいて、
前記内部区画が前記水素吸蔵材料を収容し、前記外側容器が前記区画の少なくとも実質的部分を取り囲み、かつそこから離間されて、前記周辺空間を画定する水素貯蔵ユニット。 The hydrogen storage unit according to claim 1,
A hydrogen storage unit in which the inner compartment contains the hydrogen storage material and the outer container surrounds and is spaced apart from at least a substantial portion of the compartment to define the peripheral space. 請求項２に記載の水素貯蔵ユニットにおいて、
前記内部区画が区画壁とエンドピースを含み、前記エンドピースが前記外側容器壁と係合して、前記内部区画を前記外側容器内に支持する水素貯蔵ユニット。 The hydrogen storage unit according to claim 2,
The hydrogen storage unit, wherein the inner compartment includes a compartment wall and an end piece, and the end piece engages the outer container wall to support the inner compartment in the outer container. 請求項３に記載の水素貯蔵ユニットにおいて、
前記内部区画が前記エンドピースだけで前記外側容器内に支持される水素貯蔵ユニット。 The hydrogen storage unit according to claim 3,
A hydrogen storage unit in which the inner compartment is supported in the outer container only by the end piece. 請求項３または４に記載の水素貯蔵ユニットにおいて、
前記流体連通ポートが、前記周辺空間を少なくとも実質的に迂回するように構成される水素貯蔵ユニット。 The hydrogen storage unit according to claim 3 or 4,
A hydrogen storage unit, wherein the fluid communication port is configured to at least substantially bypass the surrounding space. 請求項１に記載の水素貯蔵ユニットにおいて、
前記内部区画が前記周辺空間と流体連通する水素貯蔵ユニット。 The hydrogen storage unit according to claim 1,
A hydrogen storage unit in which the internal compartment is in fluid communication with the surrounding space. 請求項６に記載の水素貯蔵ユニットにおいて、
前記内部区画が、前記流体連通ポート付近の位置において前記周辺空間と流体連通する水素貯蔵ユニット。 The hydrogen storage unit according to claim 6,
A hydrogen storage unit in which the internal compartment is in fluid communication with the surrounding space at a position near the fluid communication port. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の水１素貯蔵ユニットにおいて、
前記内部区画が実質的に円筒形であり、前記外側容器が前記区画の実質的に全部を取り囲み、実質的に円筒形の内部を有し、それによって前記周辺空間が管状の空間となる水素貯蔵ユニット。 In the unitary hydrogen storage unit according to any one of claims 1 to 7,
Hydrogen storage wherein the inner compartment is substantially cylindrical and the outer container surrounds substantially all of the compartment and has a substantially cylindrical interior so that the peripheral space is a tubular space unit. 請求項１〜８６のいずれか１項に記載の水素貯蔵ユニットにおいて、
前記水素吸蔵材料が１つまたはそれ以上の高温金属水素化物を含む水素貯蔵ユニット。 The hydrogen storage unit according to any one of claims 1 to 86,
A hydrogen storage unit, wherein the hydrogen storage material comprises one or more high temperature metal hydrides. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の水素貯蔵ユニットにおいて、
前記水素吸蔵材料を加熱して、前記水素吸蔵材料から水素を脱離するための少なくとも１つの加熱素子をさらに含む水素貯蔵ユニット。 In the hydrogen storage unit according to any one of claims 1 to 7,
A hydrogen storage unit further comprising at least one heating element for heating the hydrogen storage material to desorb hydrogen from the hydrogen storage material. 請求項１０に記載の水素貯蔵ユニットにおいて、
前記加熱素子が電気加熱素子を含む水素貯蔵ユニット。 The hydrogen storage unit according to claim 10,
A hydrogen storage unit, wherein the heating element comprises an electrical heating element. 請求項１に記載の水素貯蔵ユニットにおいて、
前記流体連通ポートと流体連通する、水素吸蔵材料のための内部区画であって、前記外側容器壁から離間されて、前記内部区画と外側容器壁との間に周辺空間を画定するような内部区画。
前記内部区画の周囲の前記周辺空間が前記内部区画から流体的に隔離され、前記水素貯蔵ユニットが、
前記周辺空間と連通する流体圧力装置と、
前記流体圧力装置を制御するコントローラと、
をさらに含み、
前記コントローラが、
ｉ）水素離脱中には前記周辺空間内の圧力を下げて、前記内部区画を断熱し、
ｉｉ）水素吸収／吸着中には前記周辺空間の圧力を上げて、前記内部区画から前記外側容器壁へ熱を伝導する
ように構成されている水素貯蔵ユニット。 The hydrogen storage unit according to claim 1,
An internal compartment for hydrogen storage material in fluid communication with the fluid communication port, the internal compartment being spaced from the outer container wall and defining a peripheral space between the inner container and the outer container wall .
The peripheral space around the inner compartment is fluidly isolated from the inner compartment, and the hydrogen storage unit comprises:
A fluid pressure device in communication with the surrounding space;
A controller for controlling the fluid pressure device;
Further including
The controller is
i) During the hydrogen desorption, the pressure in the surrounding space is lowered to insulate the internal compartment,
ii) A hydrogen storage unit configured to increase the pressure in the surrounding space during hydrogen absorption / adsorption to conduct heat from the internal compartment to the outer vessel wall. 請求項１１に記載の水素貯蔵ユニットにおいて、
前記内部区画が区画壁とエンドピースを含み、前記エンドピースが前記外側容器壁と係合して、前記内部区画を前記外側容器内に支持する水素貯蔵ユニット。 The hydrogen storage unit according to claim 11,
The hydrogen storage unit, wherein the inner compartment includes a compartment wall and an end piece, and the end piece engages the outer container wall to support the inner compartment in the outer container. 請求項１１または１２に記載の水素貯蔵ユニットにおいて、
前記コントローラが、前記水素貯蔵ユニットから水素を除去する間は、前記周辺空間を真空化するように構成されている水素貯蔵ユニット。 The hydrogen storage unit according to claim 11 or 12,
A hydrogen storage unit configured to evacuate the surrounding space while the controller removes hydrogen from the hydrogen storage unit. 請求項１に記載の水素貯蔵ユニットにおいて、
前記内部区画が、少なくとも１つの均圧ポートによって前記周辺空間に連結され、前記流体連通ポートが前記周辺空間を迂回して前記内部区画と流体連通する水素貯蔵ユニット。 The hydrogen storage unit according to claim 1,
The hydrogen storage unit, wherein the internal compartment is connected to the peripheral space by at least one pressure equalizing port, and the fluid communication port bypasses the peripheral space and is in fluid communication with the internal compartment.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11509005B2 (en) 2018-03-09 2022-11-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery pack including separator between secondary batteries

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2790561C (en) 2010-02-24 2018-08-28 Hydrexia Pty Ltd Hydrogen release system
EP2574599A1 (en) * 2011-09-30 2013-04-03 Inergy Automotive Systems Research (Société Anonyme) Container for storing ammonia by sorption
CN103244818A (en) * 2013-04-26 2013-08-14 张家港韩中深冷科技有限公司 Vacuumizing device for low-temperature heat-insulation vacuum powder storage tank
WO2016065427A1 (en) * 2014-10-30 2016-05-06 Hydrexia Pty Ltd Reducing axial temperature gradients
MY188952A (en) * 2015-03-13 2022-01-14 Cenergy Solutions Inc Increased storage capacity of gas in pressure vessels
WO2017011881A1 (en) 2015-07-23 2017-01-26 Hydrexia Pty Ltd Mg-based alloy for hydrogen storage
KR101694055B1 (en) * 2015-09-09 2017-01-09 현대자동차주식회사 Fuel tank
JP2017075656A (en) * 2015-10-15 2017-04-20 株式会社日立プラントメカニクス Storage tank system using hydrogen storage alloy
CN105371105B (en) * 2015-10-27 2019-03-08 北京有色金属研究总院 A kind of suction hydrogen low strain dynamic hydride hydrogen-storing cylinder
DE102017100361A1 (en) * 2017-01-10 2018-07-12 Audi Ag Hydrogen storage tank and fuel cell system and motor vehicle with such
FR3084719A1 (en) * 2018-07-31 2020-02-07 Aaqius & Aaqius Sa SORPTION GAS STORAGE DEVICE
CN111195808B (en) * 2020-02-18 2021-06-11 扬州大学 Method for manufacturing metal hydride hydrogen storage tank

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3837527A (en) * 1973-03-16 1974-09-24 L Kutik Reinforced aerosol container
DE3125276C2 (en) * 1981-06-25 1983-06-16 Mannesmann AG, 4000 Düsseldorf Metal hydride storage
JPS5978903A (en) * 1982-10-28 1984-05-08 Sekisui Chem Co Ltd Hydrogen supply device
DE3337754C2 (en) * 1983-10-18 1986-05-28 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Hydrogen storage
DE3741625A1 (en) * 1987-12-04 1989-06-15 Hydrid Wasserstofftech PRESSURE TANK FOR THE STORAGE OF HYDROGEN
SE514327C2 (en) * 1991-12-23 2001-02-12 Ingemar Falk Press container
US5863577A (en) * 1992-11-10 1999-01-26 Guinness Brewing Worldwide Limited Pressurized beverage package with an interior compartment for the production of foam on opening of the package, and a method of forming such a package
US5862937A (en) * 1996-07-24 1999-01-26 Inventures, Inc. Food and beverage chilling system
JP4705251B2 (en) * 2001-01-26 2011-06-22 本田技研工業株式会社 MH tank
US20030042008A1 (en) * 2001-06-29 2003-03-06 Robert Schulz Method for storing hydrogen in an hybrid form
US8673811B2 (en) * 2003-05-30 2014-03-18 Peter J. Schubert System, methods and materials for storing and retrieving hydrogen
DE10353382A1 (en) * 2003-11-14 2005-06-16 Linde Ag Storage tank for cryogenic media
CA2506606C (en) * 2005-06-03 2006-09-12 Westport Research Inc. Storage tank for a cryogenic liquid and method of re-filling same
DE102006018639A1 (en) * 2006-04-21 2007-10-31 Magna Steyr Fahrzeugtechnik Ag & Co. Kg Surrounded by an outer container and serving to receive a cryogenic liquid inner container
ATE461398T1 (en) * 2006-09-27 2010-04-15 Matthias Rebernik CONTAINER FOR HOLDING MEDIA AND/OR DEVICES TO BE STORED AT LOW TEMPERATURES
CN201059418Y (en) * 2007-07-10 2008-05-14 靳宇男 High enthalpy gas energy accumulation tank
DE102007058671B4 (en) * 2007-12-06 2016-04-28 Basf Se Method for controlling the gas extraction and device for storing at least one gas
US8628609B2 (en) * 2008-03-03 2014-01-14 Fredy Ornath Hydrogen storage tank
KR101120574B1 (en) * 2008-12-22 2012-03-09 한국전자통신연구원 gas storage structure and gas storage apparatus using thereof
TW201128106A (en) * 2010-02-08 2011-08-16 Chung Hsin Elec & Mach Mfg Hydrogen storage device
US8257473B2 (en) * 2010-07-08 2012-09-04 Airsep Corporation Sieve bed

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11509005B2 (en) 2018-03-09 2022-11-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Battery pack including separator between secondary batteries

Also Published As

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