JP5229674B2 - ガス燃料の貯蔵容器及びその使用 - Google Patents

Description

本願発明は、特に水素のようなガス燃料の貯蔵及び提供の技術分野に関する。これについて、本願発明は、ガス燃料の貯蔵容器及びその使用に関する。

特に、請求項１の前段に係る貯蔵容器、請求項３の前段部分に係るタンクシステム、貯蔵容器に充填及び／若しくは排出するための請求項４の前段部分に係る充填／放出接続部、請求項５の前段部分に係る吸着物質を提供するためのシステム、請求項６の前段部分に係る貯蔵容器のための吸着物質の提供方法、請求項９の前段部分に係る貯蔵用の充填する方法に関する。

例えば、貯蔵容器は、吸着貯蔵として形成される。本願発明は、この特別な使用に限定されるものではない。本願発明に係る貯蔵システムは、原則的に、貯蔵容器、特に内側容器及び外側容器からなる貯蔵容器が、例えば固体に、ガス、液体又は異なる書類の充填で貯蔵される媒体を取り入れるために使用される種類の貯蔵のために使用可能である。

しかしながら、本願発明は、主に吸着貯蔵について下記に記載し、説明する。

特に、本願発明は、最近著しく上昇した重要性を有する水素貯蔵の技術分野に関する。

水素は、例えば内燃機関、燃料電池等におけるその使用において水のみを生じることから、有害物又は気候に影響を与えるプロセスガスの放出に関して無公害燃料であると考えられている。水素の効率的な貯蔵のための適当な貯蔵物質の提供は、燃料として水素の広く行きわたった使用が達成される以前に達成しなければならない重要な目的である。

原則的に、水素は、本願発明の目的について、吸着剤として同義語的に参照される適当な吸着物質（例えば、炭素に基づく物質）に吸着されることが知られている。そのような吸着物質は、例えば活性炭である。本願発明の目的について、吸着は、ガスの付着、又は吸着剤として知られる固体又は液体相の表面に溶解される物質を意味する。例えば、吸着剤は、水素の貯蔵物質として働く。「吸着剤」という言葉は、本願発明において、吸着又は貯蔵物質（例えば、活性炭）として使用される（本願発明に関して、「吸着剤」と言う言葉は、単数形及び複数形によらず、同一の意味として使用される）。一方で、「収着物質」という言葉は、本願発明において、吸着剤という言葉とは区別されるように、吸着される物質又はガス、すなわち吸着質（例えば、そこに吸着されたガス燃料と一緒の吸着剤、例えばそこに吸着された水素と一緒の活性炭）と一緒の吸着剤として参照される。例えば下記の等式として表すことができる。
吸着剤（例えば活性炭）＋吸着質（例えば、水素）＝収着物質

前記貯蔵又は収着物質は、貯蔵容器、すなわち、水素が貯蔵される吸着容器に収納されることが好ましい。

水素は、脱離によって取り除かれる。これは、吸着と反対の工程である。明細書の中で吸着工程が参照される場合、脱離工程が、自動的に含まれるべきである。脱離において、収着物質に吸着された水素は、エネルギーの導入によって吸着剤又は収着物質から放出され、引き離され又は分離される。

吸着物質上の媒体の吸着における課題は、吸着又は脱離の場合に生じる熱流の管理、例えば吸着エネルギー又は脱離エネルギーの管理である。高い所定の表面積を有する活性炭のような吸着剤が、単に低い熱伝導性を有することから、吸着剤の局所冷却又は過熱が生じる可能性がある。ガス相における熱を伝導する手段としての対流は、吸着剤の孔壁での大きな摩擦損失によって大きく制限される。吸着及び脱離の動力学は、吸着剤の多孔性構造を介しての緩慢なガス移動によって実質的に制限されている。

上述したように、吸着剤は、通常多孔性であり、高い所定の表面積を有する。それため、それらは、大変低い熱伝導性を有する。水素又は他のガスが、そこに吸着される時に、吸着の熱が放出され、吸着されるガスの一部がふたたび脱離されるように物質を加熱する。そのため、熱を放出される試みがなされた。同じような状態が脱離にも適用される。この場合、熱は、脱離が実行されるように、吸着剤料に供給される必要がある。

特に高い表面積を有する物質に吸着よってガスを貯蔵するために、貯蔵系の温度及び貯蔵媒体、特にガスの温度を、極低温の領域まで低下させ、貯蔵能力を向上させることが望ましい。これは、大きな量のエネルギーの移動が要求される。これは、貯蔵媒体の吸着によって放散され、同様に排除されなければならないエネルギーによって付加される。一方で、貯蔵媒体を追い出すために、エネルギーは、貯蔵系に供給され、その温度を室温領域まで上昇させ、必要な脱離エネルギーを提供する必要がある。

できるだけ速く貯蔵系のこれら２つの動的処理を実行するために、十分なエネルギー供給又は効率的なエネルギー排除が必要である。

水素の貯蔵、特に吸着及び脱離問題に関する多くの解決策は、従来技術において知られている。例えば、特許文献１は、媒体、例えば水素を貯蔵するための貯蔵システム、及び貯蔵媒体を含有する貯蔵システムを充填／放出する方法を記載する。この貯蔵システムは、圧力容器として形成される貯蔵容器を有する。貯蔵物質は、この貯蔵容器内において吸着剤の形で存在する。貯蔵されるガス、例えば水素が、貯蔵容器の導入され、所定の条件下で吸着剤に吸着される。そのガスを取り出すために、最初に離脱される。吸着剤は、ずっと貯蔵容器に残ったままであり、吸着は貯蔵容器内で実行される。

特許文献２もまた、タンクシステムに残ったままの吸着剤又は吸着物質から開始される。充填の間放出される大きな量の吸着熱は、タンクシステムから排除される必要がある。これは、タンクシステムに熱交換器を要求し、タンクに充填する間多くの時間が必要となる。特許文献３は、高圧タンクを例訳するための冷却装置を記載する。

吸着貯蔵の大きな課題は、タンクの充填の間に放出される吸着熱の放出である。タンクの充填の間に放出される吸着エンタルピーは、短時間に排除されなければならない。この方法に関して、大きな冷却能力を有する熱交換器が必要である。大きな量の冷媒を移動させるという課題から離れて、十分に熱を排除するという必要性は、タンクの充填を遅くする。さらに、付加的な容量及び重量が、容量的且つ重量的許容能力を減少させ、分散化された熱管理について生じるコストを上昇させるという問題を生じる。

WO ２００５／０４４４５２ Ａ２ ＤＥ １０ ２００５ ０２３ ０３６ Ａ１ ＤＥ ２６ １５ ６３０ Ａ１

本願発明の目的は、上述した不具合を避けることができ、又は少なくとも減少させることができる解決策を提供することである。時間の問題なしに、低いコスト及び低いエネルギー消費で、放出される吸着熱を排除する方法によって、ガス、特に水素を貯蔵するための解決策が提供される。

この目的は、本願発明によれば、請求項１の特徴を有する貯蔵容器によって、請求項３の特徴を有するタンクシステムによって、請求項４の特徴を有する充填／放出接続部によって、請求項５の特徴を有するシステムによって、請求項６の特徴を有する収着物質を提供する方法によって、請求項９による貯蔵容器を充填する方法によって、達成することが可能である。本願発明のさらなる特徴、具体例、変形例及び詳細は、それぞれの従属請求項、明細書及び図面から得ることが可能である。ここで、本願発明の様相に関連して記載された特徴、具体例、変形例及び詳細は、本願発明の他の様相に関連して適用される。逆の場合も同様である。

本願発明は、ガス、例えば水素が充填される吸着剤が、外部システム、例えば充填ステーションにおいて貯蔵されたままであり、その後、貯蔵容器、例えば移動タンク内に使用される収着物質に変換されるという基本概念に基づいている。これによると、充填操作、例えばタンクの充填は、著しく短くなる。使用され又は離脱された収着物質は、その後、今までの慣例のように貯蔵タンク自体においてではなく、外部システムにおいて、ガス、例えば水素で再度充填される。また、他の充填操作についても利用可能である。この目的のために、特別な方法で形成され、又は選択された吸着剤が必要であると同時に、本願発明によって提供される。

また、本願発明の大きな利点は、例えば、無充填の吸着剤又は収着物質が、充填された吸着剤又は収着物質の置き換えられるという完全リサイクルシステムが構築されるということである。所定の割合の吸着剤を、例えば、新しく製造された吸着剤と時々取り替えることも可能である。本願発明において使用される吸着剤の高い耐摩耗性によって、長期わたって吸着剤のバッチ生産を使用することが可能となる。

本願発明の第１の様相によれば、本願発明は、収着物質を内蔵する貯蔵容器を提供し、該貯蔵容器が、圧力容器、外部供給システムへの接続要素、貯蔵容器の操作的使用の間、貯蔵容器に収容される少なくとも１つの収着物質、及び収着物質を有する貯蔵容器に充填及び／若しくは貯蔵容器から放出するための移送ダクトが備えられ、前記収着物質が、吸着剤及びそこに吸着される吸着質、特にガス燃料、好ましくは水素とを具備するものである。また、本願発明によれば、前記貯蔵容器は、第１に、ガスを導入及び／若しくは放出するための少なくとも１つの第２ダクト（ガスダクト）が設けられること、且つ、第２に、前記吸着剤が、独立した活性炭粒の形、好ましくは球形状の活性炭に基づく高性能吸着剤に基づくものであり、さらに、高性能吸着剤の総孔量の少なくとも７０％が、２０オングストローム以下の孔径を有するミクロ細孔によって形成されるものである（例えば、言い換えると、高いミクロ多孔性の高性能吸着剤が使用される）。好ましい例において、本願発明に係る高性能吸着剤は、少なくとも０．７ｃｍ^３／ｇのグールビチ法によって測定された総孔量を有すると共に、この総孔量の少なくとも７０％が、２０オングストローム以下の孔径を有するミクロ細孔によって形成されるものである。

本出願人が発見したように、上述した種類の高いミクロ多孔性を得有する活性炭は、第１に、そのような活性炭が適当なガス燃料、特に水素について極端に高い充填容量を有すること、第２に、そのような活性炭が、本願発明による使用について最適な吸着及び脱離作用を有していることから、本願発明に最適である。さらに、そのような活性炭は、極端に高い耐摩耗性を有し、且つ、何ヶ月もの間、又は何年もの間にわたって長期間使用することができる優れた摩耗特性を有し、さらに、再利用も可能である。本願発明に使用される高性能吸着剤の耐摩耗性及びダストフリー特性によれば、使用される装置構成部品の汚染を効率的な方法で避けることができ、また発火及び爆発のリスクを排除でき、又は少なくとも最小限にとどめることができる。最後に、使用される吸着剤の球形形状は、充填及び放出操作を著しく容易にする。本願発明によって選択された活性炭の使用によって生じる利点は、本願発明において使用される活性炭の詳細な特徴において下記に示されると共に、明細書、特許請求の範囲及び図面を検証することによって当業者によって引き出される。

本願発明の目的に最適な活性炭は、特に２００６年１０月１２日に出願されたドイツ特許出願１０ ２００６ ０４８ ７９０．７及び２００６年１１月４日に出願されたドイツ実用新案登録出願２０ ２００６ ０１６ ８９８．２に開示されるもので、それぞれの開示内容の全体が参照されるものであり、また、エルクラスのブリュッヒャーゲーエムベーハー及びプレムニッツのアドソー−テックゲーエムベーハーから製品として入手可能である。

本願発明の貯蔵容器は、それが外部から供給されるガスが吸着される収着物質を収容することができるように形成される。その操作状態において、貯蔵容器は、収着物質で充填され、吸着されたガス、例えば水素を消費者の要求に応じて供給することができるものである。前記貯蔵容器が再充填されなければならない場合、使用された収着物質はそこから排除され、新しく消耗していない収着物質に置き換えられる。これについて、貯蔵容器は、特別な方法で形成される。これを実現するための詳細な方法は、いくつかの有益であるが排他的でない例の補助によって明細書のさらなる流れの中で説明される。

最初に、前記貯蔵容器は、実質的に圧力容器を示す収着物質が収納される内側容器を有することが望ましい。さらに、前記内側容器の外側に位置する第２の外側容器が設けられ、先ず第１に断熱容器の機能を果たす。前記外側容器は、前記内側容器を衝撃から防護する作用も有する。

断熱領域は、前記内側容器と前記外側容器の間に設けられることが望ましい。この断熱領域は、例えば、断熱材が存在することが可能な中空空間として形成されることが望ましい。断熱材は、固定、液体又はガスであることが可能である。前記断熱領域が、外側容器及び内側容器の間に配置されるフィルム、マット等である断熱層の形で形成されることも考えられる。

貯蔵容器の好ましい例がいくつか下記に記載されるが、本願発明がこれらの例に限定されるものではない。

上記目的は、複雑な構造を排除し、貯蔵容器内で部品を移動させる機械的に大変簡単である充填及び放出システムである。この基本的な概念は、実質的に約４０ｂａｒまでの所定の圧力のガス流によって粒状、好ましくは粒子状又は小球状の収着物質を移動させることである。

前記貯蔵容器は、以下にダクトとして参照される媒体のための実質的に２つの開口部／ダクトを有するものである。第１のダクトは、収着物質の移動に最も重要である移送ダクトである。このダクトは、例えば収着物質を注入ステーションからタンクシステムに、またタンクシステムから注入ステーションの両方に収着物質を移動させるために使用される。さらに第２のダクトは、ガスが前記容器に搬入され、そこから搬出されるガスダクトによって形成される。

前記移送ダクト及び／若しくはガスダクトは、管状であることが望ましい。本願発明は、特にチューブ断面に限定されるものではない。むしろこれらは、水力学的要求によって決定される。しかしながら、円形又は楕円形断面であることが望ましい。

移送ダクト及び／若しくはガスダクトは、ノズル形状に形成されることが望ましい。これは、貯蔵容器内に適当な流動様式を達成することを可能にする。

貯蔵容器からの収着物質の望ましくない放出を避けるために、収着物質及び／若しくは吸着剤を濾過して取り除くための少なくとも１つのフィルタ要素が、ガスダクトに設けられることが望ましい。

前記第１のダクト（移送ダクト）は、収着物質の粒子サイズに対して比較的大きい径、例えば粒子サイズの少なくとも５０倍の直径を有することが望ましい。

前記第２のダクト（ガスダクト）は、ノズル形状で形成されることが望ましく、入っている収着物質粒子を保持するフィルタを有することが望ましい。このノズルは、タンクシステム（貯蔵容器）の充填の間、ガス放出口として使用される。新しい収着物質でタンクシステムを充填する間、これは第１のダクト（移送ダクト）を介して容積流においてタンクシステム内に導入される。この目的のための要求されたキャリヤガス（例えば水素キャリヤガス）は、第２のダクト（ガスダクト）を介してこのシステムから離れる。タンクシステムの放出において、ガス、例えば水素ガスは、ノズルとして形成された第２のダクト（ガスダクト）を介して、タンクシステムに流れ込む。前記放出口からの高い流速及びタンクシステム内のノズルの位置によって、タンクシステム内に存在する収着物質は流動化し、ガス流によってタンクシステムから第１のダクト（移送ダクト）を介して移送される。

さらなる例において、前記移送ダクト及びガスダクトは、貯蔵容器内においてお互いに接続され、ループ管を形成する。この例は、下記する数式１で示されるベルヌーイ方程式にしたがって上昇した流速を有する場所での力学的圧力降下を使用するものである（ベンチュリー管）。

このループ管は、大変低い内側流れ抵抗を有する閉ループ管であることが望ましい。

このループ管において、少なくとも１つの回転フラップ、好ましくは２つのフラップを有し、２つのフラップは、ループ管内の移送流を変える。

例えば、ループ管は、９０°回転可能な流れ駆動フラップによって２カ所で遮断される。これらフラップの目的は、充填操作の間の移送流（収着物質＋キャリヤガス）の分流である。第１のフラップは、チューブシステムを通過する通路を閉鎖し、それによって、貯蔵容器への収着物質の導入を実行する。キャリヤガスは、第２のフラップを介してチューブシステムに戻され、例えば、燃料分配装置に戻される。貯蔵容器を空にする場合、キャリヤガスは、ループ管を介して反対方向に流れる。ループ管の構造（前述したベンチュリー原理参照）は、チューブ領域に安定した圧力まで減少させ、貯蔵容器から収着物質を吸引する。前記収着物質は、キャリヤ流に分散され、前記貯蔵容器から放出される。

前記フラップの上流のフィルタは、収着物質の不本意な放出を防止する。そのため、収着物質及び／若しくは吸着剤をふるい落とすための少なくとも1つのフィルタ要素が、ループ管に設けられることが望ましいと共に、該フィルタ要素が、回転可能なフラップ領域に配置されることが望ましい。

前記貯蔵容器は、充填操作及び／若しくは放出操作の間、水平又は垂直基準面に基づいて（貯蔵容器が垂直又は水平に配置されているかによって）傾斜した位置に配され又は整合して配されることが望ましい。貯蔵容器の少し傾斜した位置及び最も低い点に近いベンチュリー部分に位置することは、収着物質を、傾斜面上の重力を利用することによって吸入効果が得られる範囲内に移送する仕事を達成する。

さらなる例において、移送ダクト及びガスダクトは、1つのダクトに結合され、そのダクトが充填／放出接続のための調節として形成されるものである。この例は、特に下記により詳細に記載される充填／放出接続に関して使用されるものである。この例の利点は、貯蔵容器から充填及び放出に要求される部品を分離し、重量及び熱容量を節約することにある。収着物質及びキャリヤガスの導入及び排除の仕事は、貯蔵容器に挿入される可撓性の接続部によって達成されると共に、その接続部は、貯蔵容器の接続部の長さが調整され、大変近接した状態で収着物質を流動化し放出することができることを特徴とするものである。

貯蔵容器及び／若しくは収着物質及び／若しくは吸着剤の操作仕様特性を測定するための少なくとも１つのセンサ要素が設けられることが望ましい。その測定値は、下記に詳細に説明されるように、充填及び放出操作を最適化するために使用されるものである。

そのような場合、少なくとも１つのセンサ要素によって測定される値を送信するための少なくとも１つのインターフェースを設けることが望ましい。これは、特にデータインターフェースであることが望ましい。

たとえ前記貯蔵容器がガス媒体を貯蔵するために使用されたとしても、それはガス燃料、特に水素のための貯蔵タンクとして形成されることが望ましい。

上述したように、高いミクロ多孔性を有する活性炭に基づく高性能吸着剤は、エルクラスのブリュッヒャーゲーエムベーハーが出願人であるドイツ特許出願１０ ２００６ ０４８ ７９０．７及びドイツ実用新案登録出願２０ ２００６ ０１６ ８９８．２に記載されており、本願発明の目的の吸着剤として使用されることが望ましい。

独立した活性炭粒の形、好ましくは小球上の活性炭に基づいた高性能吸着剤は、高いミクロ多孔性によって特徴づけられると共に、本願発明に使用される高性能吸着剤の総孔量の少なくとも７０％は、２０オングストローム以下の孔径を有するミクロ細孔によって形成されているものである。本願発明のこの間ｈしいれいにおいて、本願発明に使用される高性能吸着剤は、少なくとも０．７ｃｍ^３／ｇのグールビチ法によって測定された総孔量を有すると共に、この総孔量の少なくとも７０％が、２０オングストローム以下の孔径を有するミクロ細孔によって形成されるものである。

さらに、本願発明の目的のための吸着剤として使用される上述した種類の活性炭に基づく高性能吸着剤は、３０オングストローム以下の平均孔径を有し、且つ／又は、少なくとも１５００ｍ^２／ｇのＢＥＴ表面積を有するものである。

本願発明の目的のために吸着剤として使用される独立した活性炭粒の形、特に小球形状の活性炭に基づく高性能吸着剤は、特に下記するパラメータによって特徴づけられる。
・ ２０オングストローム以下の孔径を有するミクロ細孔の割合が総孔量の７０％であること、特に、グールビチ法によって測定された総孔量が少なくとも０．７ｃｍ^３／ｇであること、総孔量の少なくとも７０％が２０オングストローム以下の孔径を有するミクロ細孔によって形成されること、且つ／又は
・ 平均孔径が３０オングストローム以下であること、且つ／又は
・ ＢＥＴ表面積が少なくとも１５００ｍ^２／ｇであること。

本願発明によって使用される高性能吸着剤又は活性炭は、高い孔隙率及び大きなＢＥＴ表面積によって特徴づけられる。下記に指摘するように、本願発明によって使用される高性能吸着剤の機械的強度、特に摩耗抵抗及び破裂又は圧縮強度は、従来技術の高い孔隙率を有する活性炭と比較しても、極端に高い孔隙率を有しているにも関わらず非常に高いので、本願発明によって使用される高性能吸着剤又は活性炭は、高い機械的ストレスにさらされる応用分野に最適であるといえる。

上記又は下記に示されるすべてのパラメータ値の場合において、与えられた限定された数値、特に上限及び下限が回りを囲んでおり、例えばすべての値は、それぞれの限定を含むものとして解釈されるべきであることが示されるべきである。さらに、それぞれの場合において、本願発明の範囲の外側に行くことなしに示された限定された値に由来することはいうまでもない。

本願発明によって使用される高性能吸着剤の上記又は下記に示されるパラメータ値は、標準化され又は先に記載された方法、又はその技術分野において通常の知識を有するもの（当業者）にとって当然知られている測定方法によって測定されたものである。孔隙率の特徴に関するパラメータは、測定される活性炭の窒素等温線から得られるものである。

グールビチ法による総孔量の測定について、これは、この技術分野の当業者には公知の測定方法である。グールビチ法による総孔量の測定の詳細については、例えば、Ｌ．グールビチ（１９１５）、Ｊ．物理化学協会、ロシア、４７，８０５，及びＳ．ロウウェル他、多孔性固体及び粉末の特性：表面孔サイズ及び密度、クルワーアカデミック出版、製品技術シリーズ、１１１ｆｆ頁を参照することができる。

ＢＥＴ法による表面積の測定は、この技術分野の当業者には基本的に公知であるため、これについて詳細な情報は必要ないと思う。すべてのＢＥＴ表面積数値は、ＡＳＴＭ Ｄ６５５６−０４による測定に基づいている。本願発明の目的のために、０．０５〜０．１の部分圧範囲ｐ／ｐ_０における多数点ＢＥＴ測定法（ＭＰ−ＢＥＴ）が、ＢＥＴ表面積を測定するために使用される。ＢＥＴ表面積の測定又はＢＥＴ法についてのさらなる詳細については、上述したＡＳＴＭ Ｄ６５５６−０４及びロンプケミエレクシコン、第１０版、ゲオルグ論文出版、シュタットガルト／ニューヨーク、キーワード：「ＢＥＴ法」、及びそこに引用された引例、さらにヴィンナッケル−クヒラー（第３版）、第７巻、９３ｆｆ頁、及びＺ．分析化学、２３８、１８７頁〜１９３頁（１９６８）を参照することができる。

平均孔径の測定は、それぞれ窒素等温線に基づいて実行される。

グールビチ法によって測定された本願発明によって使用される高性能吸着剤の総孔量は、少なくとも０．７ｃｍ^３／ｇ、特に０．８ｃｍ^３／ｇ、好ましくは少なくとも０．９ｃｍ^３／ｇ、より好ましくは少なくとも１．０ｃｍ^３／ｇであり、特に１．６ｃｍ^３／ｇまで、好ましくは１．８ｃｍ^３／ｇまでであることが望ましい。一般的に、本願発明によって使用される高性能吸着剤のグールビチ法によって測定された総孔量は、０．７〜１．８ｃｍ^３／ｇの範囲内、特に０．８〜１．６ｃｍ^３／ｇの範囲内、好ましくは０．９〜１．５ｃｍ^３／ｇの範囲内であることが望ましい。

本願発明によって使用される高性能吸着剤の特性は、とりわけ、それらが、グールビチ法によって測定された大変大きな総孔量を有しているので、高い吸着能力が、ミクロ多孔性による高い比率で利用可能になるものである。

本願発明によって使用される高性能吸着剤のグールビチ法によって測定される総孔量の少なくとも７０％、特に少なくとも７５％、好ましくは少なくとも８０％、より好ましくは少なくとも８５％、より好ましくは少なくとも９０％が、２０オングストローム以下の孔径を有するミクロ細孔によって形成される。また、本願発明によって使用される高性能吸着剤のグールビチ法によって測定される総孔量の７０％〜９５％、特に７５％〜９０％、好ましくは７５％〜８５％が、２０オングストローム以下の孔径を有するミクロ細孔によって形成される（本願発明の目的について、ミクロ細孔という言葉は、２０オングストロームまでの孔径を有する細孔を示すと共に、メゾ細孔という言葉は、２０オングストロームから５０オングストロームまでの孔径を有する細孔を示し、マクロ細孔という言葉は、５０オングストローム以上の孔径を有する細孔を示すものである）。

それらの高いミクロ孔隙率によって、本願発明によって使用される高性能吸着剤のミクロ孔量は、相対的に高い。本願発明によって使用される高性能吸着剤のカーボンブラック法によって測定された２０オングストローム以下の孔径を有するミクロ細孔によって形成されたミクロ孔量は、０．５〜１．４ｃｍ^３／ｇの範囲内、特に０．６〜１．２ｃｍ^３／ｇの範囲内、好ましくは０．７〜１．１ｃｍ^３／ｇの範囲内である。カーボンブラックについての測定方法は、当業者には当然知られたものであるため、この主題では特に詳細な説明は要求されないものと思う。さらに、カーボンブラック法による孔表面積及び孔量の測定に関する詳細については、Ｒ．Ｗ．マギー、１９９４年１０月、アメリカ化学協会のゴム部会の会議で発表された窒素吸着によるカーボンブラックの外部表面積の評価、さらに、クオンタクロムインストルメンツ社、ＡＵＴＯＳＯＲＢ−１、ＡＳ１ ウィンバージョン１．５０、操作マニュアル、ＯＭ、０５０６１，クオンタクロムインストルメンツ社、フロリダ、ＵＳＡ、７１ｆｆ頁を参照することができる。

本願発明によって使用される高性能吸着剤の高いミクロ孔隙率によって、それらの平均孔径は、相対的に小さいものである。それは、３０オングストローム以下であり、特に２６オングストローム以下であり、好ましくは２５オングストローム以下であり、さらに好ましくは２４オングストローム以下である。また、本願発明によって使用される高性能吸着剤の平均孔径は、１５〜３０オングストロームの範囲内であり、特に１６〜２６オングストロームの範囲内、好ましくは１７〜２５オングストロームの範囲内、より好ましくは１８〜２４オングストロームの範囲内である。

上述したように、本願発明によって使用される高性能吸着剤の所定の特性は、少なくとも１５００ｍ^２／ｇ、特に少なくとも１５２５ｍ^２／ｇ、好ましくは少なくとも１５５０ｍ^２／ｇ、より好ましくは１５７５ｍ^２／ｇである相対的に高いＢＥＴ表面積である。また、本願発明によって使用される高性能吸着剤のＢＥＴ表面積は、１５００〜３５００ｍ^２／ｇの範囲内、特に１５００〜２７５０ｍ^２／ｇの範囲内、好ましくは１５２５〜２５００ｍ^２／ｇ、より好ましくは１５５０〜２４００ｍ^２／ｇの範囲内、最も好ましくは１５７５〜２３５０ｍ^２／ｇの範囲内である。

いろいろな部分圧ｐ／ｐ_０での本願発明によって使用される高性能吸着剤の重量−及び容量ベースの吸着量Ｖads（Ｎ_２）も、大変高い。

０．２５の部分圧ｐ／ｐ_０で測定された本願発明によって使用される高性能吸着剤の重量ベース窒素吸着量Ｖads（重量）は、少なくとも４００ｃｍ^３／ｇ、特に少なくとも４２０ｃｍ^３／ｇであり、好ましくは４００〜８００ｃｍ^３／ｇの範囲内、より好ましくは４１０〜７５０ｃｍ^３／ｇの範囲内、特に好ましくは４２０〜７００ｃｍ^３／ｇの範囲内である。さらに０．９９５の部分圧ｐ／ｐ_０で測定された本願発明によって使用される高性能吸着剤の重量ベース窒素吸着量Ｖads（重量）は、少なくとも４５０ｃｍ^３／ｇ、特に少なくとも４６０ｃｍ^３／ｇであり、好ましくは４５０〜９００ｃｍ^３／ｇの範囲内、より好ましくは４６０〜８７５ｃｍ^３／ｇの範囲内、特に好ましくは４７０〜８５０ｃｍ^３／ｇの範囲内である。

０．２５の部分圧ｐ／ｐ_０で測定された本願発明によって使用される高性能吸着剤の容量ベース窒素吸着量Ｖads（容量）は、少なくとも２００ｃｍ^３／ｃｍ^３、特に少なくとも２２０ｃｍ^３／ｃｍ^３であり、好ましくは２００〜３００ｃｍ^３／ｃｍ^３の範囲内、より好ましくは２１０〜２７５ｃｍ^３／ｃｍ^３の範囲内、特に好ましくは２２５〜２６０ｃｍ^３／ｃｍ^３の範囲内である。さらに０．９９５の部分圧ｐ／ｐ_０で測定された本願発明によって使用される高性能吸着剤の容量ベース窒素吸着量Ｖads（容量）は、少なくとも２５０ｃｍ^３／ｃｍ^３、特に少なくとも２６０ｃｍ^３／ｃｍ^３であり、好ましくは２５０〜４００ｃｍ^３／ｃｍ^３の範囲内、より好ましくは２６０〜３５０ｃｍ^３／ｃｍ^３の範囲内、特に好ましくは２６５〜３２０ｃｍ^３／ｃｍ^３の範囲内である。

本願発明によって使用される高性能吸着剤のさらなる所定の特性は、高いミクロ細孔表面積、すなわち２０オングストローム以下の孔径を有する孔によって形成された高い表面積である、さらに、本願発明によって使用される高性能吸着剤のカーボンブラック法によって測定された２０オングストローム以下の孔径を有する項によって形成されたミクロ細孔表面積は、少なくとも１４００ｍ^２／ｇ、特に少なくとも１４５０ｍ^２／ｇ、好ましくは少なくとも１５００ｍ^２／ｇであり、特に１４００〜２５００ｍ^２／ｇの範囲内、好ましくは１４５０〜２４００ｍ^２／ｇの範囲内、より好ましくは１５００〜２３００ｍ^２／ｇの範囲内である。

さらに、本願発明によって使用される高性能吸着剤は、極端に高いブタン吸着能力を有すると同時に、極端に高いヨード数を有し、それは、吸着される広い種類の物質について優れた吸着特性を特徴づけるものである。ＡＳＴＭ Ｄ５７４２−９５／００にしたがって測定された本願発明によって使用される高性能吸着剤のブタン吸着能力は、少なくとも２５％、特に少なくとも３０％、好ましくは少なくとも４０％である。さらに、本願発明によって使用される高性能吸着剤は、ＡＳＴＭ Ｄ５７４２−９５／００にしたがって測定された２５％〜８０％の範囲内、特に３０％〜７０％の範囲内、好ましくは３５％〜６５％の範囲内のブタン吸着能力を有することが望ましい。ＡＳＴＭ Ｄ４６０７−９４／９９にしたがって測定された本願発明によって使用される高性能吸着剤のヨード数は、少なくとも１３５０ｍｇ／ｇ、特に少なくとも１４５０ｍｇ／ｇ、好ましくは少なくとも１５００ｍｇ／ｇである。さらに、本願発明によって使用される高性能吸着剤のヨード数は、ＡＳＴＭ Ｄ４６０７−９４／９９にしたがって測定された１３５０〜２１００ｍｇ／ｇの範囲内、特に１４５０〜２０５０ｍｇ／ｇの範囲内、好ましくは１５００〜２０００ｍｇ／ｇの範囲内のヨード数を有することが望ましい。

高い孔隙率、特にミクロ孔隙率の代わりに、本願発明によって使用される高性能吸着剤は、高い圧縮強さ又は破断強度（重量負荷に耐える能力）及び極端に高い摩耗抵抗を有する。活性炭粒当たり、特に活性炭小球当たりの圧縮又は破断強度（重量負荷に耐える能力）は、少なくとも１０Ｎ、特に少なくとも１５Ｎ、好ましくは少なくとも２０Ｎである。さらに、活性炭粒当たり、特に活性炭小球当たりの圧縮又は破断強度（重量負荷に耐える能力）は、１０〜５０Ｎの範囲内、特に１２〜４５Ｎの範囲内、好ましくは１５〜４０Ｎの範囲内である。

上述したように、本願発明によって使用される高性能吸着剤の摩耗硬さは、極体に高いものである。ＣＥＦＩＣ（化学製造業連盟のヨーロッパ会議、ルイス通り２５０、Ｂｔｅ ７１，Ｂ − １０５０ ブリュッセル、１９８６年１１月、化学製造業連盟のヨーロッパ会議、活性炭のテスト法、項目１．６「機械的硬度」、１８／１９頁）によって公開された方法によって測定された摩耗抵抗は、常に１００％であった。ＡＳＴＭ Ｄ３８０２に従った測定においても、本願発明によって使用される高性能吸着剤の摩耗抵抗は、常に１００％であった。そのため、ＣＥＦＩＣ法に基づいて変更されたテストは、より有益な値を得るための改良されたものである。より良い測定のために改良された方法は、産業的実施に近い条件下で摩耗又は破壊に対するサンプル又は高性能吸着剤の抵抗をシミュレートすることができる。この目的のために、サンプルは、標準化された条件下で、タングステンカーバイド球で充填された水平同期粉砕シリンダに圧力を加えるものである。この目的のために、下記する手順が使用される：２００ｇのサンプルが、通常の乾燥オーブン（モデル：ヘラエウスＵＴ６０６０、ハナウ、ケンドロゲーエムベーハー製）において（１２０±２）℃で１時間乾燥され、その後、乾燥機の乾燥剤を通して室温まで冷却される。５０ｇの乾燥されたサンプルが取り出され、１．２ｍｍの振動高さで１０分間、分析用篩いを有する篩い装置（モデル：ＡＳ２００コントロール、ハナウ、レッチェゲーエムベーハー製）によって、分析用篩い（０．３１５ｍｍのメッシュ開口部、２００ｍｍの直径、５０ｍｍの高さを有する分析用篩い）を通して選別され、小さいサイズは、排除される。５ｍｌの微量粒子画分が、ＤＩＮ ＩＳＯ ３８４（容量：１０ｍｌ、高さ：９０ｍｍ）に従った１０ｍｌの測定シリンダに導入され、その重量が、磨りガラス蓋（容量：１５ｍｌ、直径：３５ｍｍ、高さ：３０ｍｍ）を有する計量ボトルにおいて、分析用天秤（モデル：ＢＰ１２１Ｓ、ゴーチンゲン、サルトリウスアーゲー製、軽量範囲：１２０ｇ、精度クラス：Ｅ２、読み取り可能範囲：０．１ｍｇ）によって０．１ｍｇ単位で測定される。計量されたサンプルは、ねじ込み閉鎖を有する２５ｍｌの粉砕シリンダ（容量：２５ｍｌ、直径：３０ｍｍ、高さ：６５ｍｍ、材質：ステンレス鋼）に、２０ｍｍの直径を有するタングステンカーバイド粉砕球と共に入れられ、振動ミル（モデル：ＭＭ３０１、ハアン、レッチェゲーエムベーハー製、振動シリンダを有する振動ミル）によって摩耗テストが実行される。ここで、粉砕シリンダは、振動ミルにおいて１０Ｈｚの振動数で１分間水平方向に振動され、粉砕球をサンプルに激突させて、摩耗させる。そして、前記サンプルは、５分間、動高さ１．２ｍｍを有する篩い装置によって、上述したような分析用篩いで篩い分別されると共に、小さいサイズのものが排除され、０．３１５ｍｍよりも大きい微量粒子画分が、蓋を有する計量ボトルにおいて０．１ｍｇ単位で再計量される。摩耗硬さは、下記する数式によって％の単位で容量による比率として計算される：
摩耗硬さ［％］＝（１００×最軽量重量［ｇ］）／最初の重量［ｇ］
上記ＣＥＦＩＣ基準に基づいて改良された測定方法によって、本願発明によって使用される高性能吸着剤の摩耗抵抗は、少なくとも９５％、特に少なくとも９５％、好ましくは少なくとも９７％、より好ましくは少なくとも９８％、最も好ましくは少なくとも９９％であることが望ましい。

本願発明によって使用される高性能吸着剤は、ＡＳＴＭ Ｄ２８６２−９７／０４にしたがって測定された０．０１〜１．０ｍｍの範囲内、特に０．１〜０．８ｍｍの範囲内、好ましくは０．２〜０．７ｍｍの範囲内、より好ましくは０．４〜０．５５ｍｍの範囲内の平均粒子径を有する粒子状、特に小球状の活性炭に基づいていることが望ましい。

ＡＳＴＭ Ｄ２８６６−９４／０４にしたがって測定された本願発明によって使用される高性能吸着剤の灰分は、１％以下であり、特に０．８％以下であり、好ましくは０．６％以下であり、より好ましくは０．５％以下であることが望ましい。

ＡＳＴＭ Ｄ５８６７−０４／０４にしたがって測定された本願発明によって使用される高性能吸着剤の含水率は、１％以下であり、特に０．５％以下であり、好ましくは０．２％以下であることが望ましい。

本願発明にしたがって使用される高性能吸着剤は、ＡＳＴＭ Ｂ５２７−９３／００にしたがって測定された２５０〜７５０ｇ／リットルの範囲内、特に３００〜７００ｇ／リットルの範囲内、好ましくは３００〜６５０ｇ／リットルの範囲内、より好ましくは３５０〜６００ｇ／リットルの範囲内の嵩密度を有することが望ましい。

本願発明にしたがって使用される高性能吸着剤のカーボンブラック法によって測定された外部孔量について、これは、０．０５〜０．５ｃｍ^３／ｇの範囲内、特に０．１〜０．４５ｃｍ^３／ｇの範囲内にあることが望ましい。また、本願発明にしたがって使用される高性能吸着剤のカーボンブラック法によって測定される外部孔量は、総孔量の３５％以下、好ましくは３０％以下を形成し、さらに、総孔量の１０〜３５％の範囲内、好ましくは１４〜３０％の範囲内であることが望ましい。

本願発明にしたがって使用される高性能吸着剤のカーボンブラック法によって測定された外部孔表面積について、これは、５０〜３００ｍ^２／ｇの範囲内、特に６０〜２５０ｍ^２／ｇの範囲内、好ましくは７０〜２００ｍ^２／ｇの範囲内であることが望ましい。また、本願発明にしたがって使用される高性能吸着剤のカーボンブラック法によって測定された外部孔表面積は、総孔表面積の１５％以下、特に１０％以下であり、特に総孔表面積の４〜１５％の範囲内、好ましくは４〜１２％の範囲内であることが望ましい。

本願発明に従って使用される高性能吸着剤の生成物について、これらは、ゲル状スルホン化スチレン−ジビニルベンゼンコポリマー、特に、粒状、好ましくは小球状のスルホン化ジビニルベンゼン架橋ポリスチレンの炭化及びそれに続く活性化によって得られる。本願発明にしたがった高性能吸着剤を製造するための開始材料として使用されるスルホン化スチレンジビニルベンゼンコポリマーのジビニルベンゼン含有量は、スチレンジビニルベンゼンコポリマーに基づいて１〜１５重量％の範囲内、好ましくは２〜１０重量％の範囲内でなければならない。前記開始材料は、ミクロ多孔性構造が形成されるために、ゲル状であることが望ましい。もし、非スルホン化開始材料が使用されたならば、当業者には当然公知である方法によって、好ましくは硫酸及び／若しくはオレウムによって、スルホン化がそのままで実行されることが可能である。当業者は原則的にこれについて精通している。特に有益であることがわかる開始材料は、スルホン化されなければならない対応するイオン交換樹脂又は対応するイオン交換樹脂の前駆体のゲル状物であることが望ましい。炭化工程（同義語的に、熱分解、焼成又は低温焼成）において、炭素含有開始材料は、炭素に変換させる。言い換えると、炭素含有開始材料は炭化される。上述したスチレン及びジビニルベンゼンに基づき、硫酸基を有するゲル状有機ポリマー粒、特にポリマー小球の炭化工程において、炭化工程の間の硫酸基の脱離は、フリーラジカルを生じ、焼成残余（炭素）なしに架橋される。また、炭化工程は、不活性雰囲気（例えば窒素）又は微酸化雰囲気下で実行される。同様に、炭化されたポリマー骨格の酸化を生じさせ、それに続く活性化を目的とするために、高温（例えば、５００℃〜６５０℃の範囲内）で炭化工程の間の不活性雰囲気に、少量の酸素を、空気の形で（例えば、１〜５％）で付加することが望ましい。また、炭化工程は、１００℃〜９５０℃、特に１５０℃〜９００℃、好ましくは３００〜８５０℃の温度で実行されることが望ましい。炭化の合計時間は、約３０分〜６時間である。炭化工程の後、炭化された中間物質は、活性化が施され、その終わりには、本願発明にしたがって使用される活性炭に基づいた高性能吸着剤は、粒状、特に小球状で得られる。活性化の基本的な原理は、適当な条件下で目的とする方法において、炭化工程において生じた炭素の一部を選択的に排除することである。これは、多数の孔、割れ目、ひび割れを生成し、単位容積当たりの表面積を著しく向上させる。このように、炭素の目標とした焼成が活性化工程において実行される。炭素が活性化工程の間に排除されるので、材料ロスがこの工程で生じるが、これは、最適な条件下において、孔隙率の上昇と、内部表面積及び孔量の上昇とを生じる。そのため、前記活性化工程は、選択的且つ制御された酸化条件下において実行される。この活性化工程は、７００℃〜１３００℃、特に８００℃〜１２００℃、好ましくは９００℃〜１１００℃の温度で実行される。

上述した開始材料の選択とは別に、本願発明にしたがって使用される高性能吸着剤の特別な様相は、選択された活性化雰囲気と結合した活性化時間において活性化が実行される所定の方法である。前記活性化工程が、極端に長い時間、特に１２時間から３０時間、好ましくは１９時間〜２３時間の間、別の窒素含有雰囲気に、約０．１〜５容量％、特に０．５〜４容量％のほんのわずかな水蒸気を含む弱い酸化雰囲気を使用することで、選択された開始材料から開始され実行されるときに、高いミクロ孔隙率と、他の上述した特性と共に高い機械的安定性を有する本願発明にしたがって使用される高性能吸着剤が結果として生じることは驚くべきことである。特に、第１に、極端に長い活性化時間が著しい材料ロスと共に損傷、過度の燃料を生じないこと、第２に極端に高い摩耗抵抗及び機械的圧縮強度が高い孔隙率の代わりに同時に生じる高いミクロ孔隙率と共に得られることは驚くべきことである。ゲル状開始材料が上記に定義されたように使用されるかぎり、そのような長い活性化時間が、不具合な結果を生じないこと、ミクロ孔隙率又はミクロ細孔量が、そのような長い活性化時間で選択的に大きく生じることは予期されるものではない。前記ミクロ孔隙率は、活性化時間を、特に１２時間から３０時間の範囲内で、好ましくは１９時間〜２３時間の範囲内で変化させることによって目的される方法において設定することが可能である。この方法において、本願発明にしたがって使用される高性能吸着剤は、いわゆる注文生産を可能にする。

例えば、本願発明にしたがって使用される高性能吸着剤は、下記のように製造される。約４％のジビルベンゼン含有量を有するジビニルベンゼン架橋ポリスチレンコポリマーに基づくゲルタイプの市販されているイオン交換体製品が、最初に約５０％の比率の水を排除するために予備乾燥処理が施され、そして１００℃〜１５０℃の温度で、硫酸／オレウム混合液を使用して公知の方法でスルホン化される。その結果生じた物質は、窒素雰囲気下で４時間、９５０℃までの温度で、公知の方法において炭化処理が施され、その後、窒素雰囲気に少しの量（約１〜３容量％）の水蒸気を付加することによって活性化される。水蒸気の導入は、この方法において水蒸気の比率を調整するために継続される。活性化は、１９時間（「活性炭Ｉ」）又は２３時間（「活性炭ＩＩ」）実行される。室温まで冷却した後、本願発明に従って使用される吸着剤が得られる。この方法において製造された活性炭（「活性炭Ｉ」及び「活性炭ＩＩ」）のパラメータは、表Ｉに示される。

本願発明にしたがって使用される高性能吸着剤に関する詳細については、ドイツ特許出願１０ ２００６ ０４８ ７９０．７及びその平行出願であるドイツ実用新案登録出願２０ ２００６ ０１６ ８９８．２の全内容を参照することができる。

＊ミクロ細孔：２０オングストローム以下の孔径を有する孔
＊＊ｐ／ｐ_０＝部分圧又は部分圧範囲

本出願人が見出したように、本願発明にしたがって使用される上述したミクロ多孔性活性炭ベースの高性能吸着剤に基づく上述した吸着剤は、本願発明の貯蔵容器に使用されるとき、ガス燃料、特に水素について使用されるときに、ガス燃料、特に水素の貯蔵に関して、従来の市販されたミクロ多孔性活性炭及び相対的に低いミクロ孔隙率を有する活性炭に比べて、最高の値を与える。このように、２０ｂａｒ及び７７Ｋで、活性炭ｋｇ当たり少なくとも３０ｇの水素、特に活性炭ｋｇ当たり少なくとも３５ｇの水素、好ましくは活性炭ｋｇ当たり少なくとも４０ｇの水素、より好ましくは活性炭ｋｇ当たり７０ｇの水素が、本願発明にしたがって使用される上述した活性炭ベースのミクロ多孔性高性能吸着剤によって純粋に吸着によって貯蔵されるものである。これは、割れ目、空間、空洞、マクロ孔及びメゾ孔等にガス水素を貯蔵する結果として、非吸着能力によって、活性炭ｋｇ当たり少なくとも５ｇの水素、特に活性炭ｋｇ当たり１０ｇの水素、好ましくは活性炭ｋｇ当たり少なくとも１５ｇの水素、より好ましくは活性炭ｋｇ当たり吸着貯蔵能力に付加されることから、２０ｂａｒ及び７７Ｋで、本願発明にしたがって使用される上述した種類の活性炭ベースのミクロ多孔性高性能吸着剤に関する水素の総貯蔵能力は、活性炭ｋｇ当たり少なくとも３５ｇの水素、特に活性炭ｋｇ当たり少なくとも４０ｇの水素、好ましくは活性炭ｋｇ当たり少なくとも４５ｇの水素、より好ましくは活性炭ｋｇ当たり少なくとも５０ｇの水素、さらに好ましくは活性炭ｋｇ当たり少なくとも５５ｇの水素、最も好ましくは活性炭ｋｇ当たり少なくとも１００ｇの水素を貯蔵することができるものである（これらの貯蔵能力は、圧力及び／若しくは温度の調節によって目標とされる状態まで制御されるものである）。出願人による研究が示しているように、市販されたミクロ多孔性活性炭と、メゾ多孔性及び／若しくはマクロ多孔性活性炭の相対的に低いミクロ孔隙率（７０％より小さいミクロ細孔量による比率）を有する活性炭の類似する貯蔵能力は、上述した値より相対的に少なくとも２０％〜３０％低くなるものである。出願人が発見したように、最適な貯蔵能力は、上述したミクロ多孔性活性炭ベースの高性能吸着剤によってのみ達成されるものである。

さらに、本願発明の第２の様相は、駆動装置のためにガス燃料を供給するように形成されたタンクシステム、特に移動タンクシステムを提供することにある。このタンクシステムは、それが、上述した種類の少なくとも１つの貯蔵容器を有することを特徴とするものである。そのため、貯蔵容器に関して上述されたものは、参照することにより組み込まれる。

前記貯蔵容器は、ダクト、好ましくは移送ダクト及び／若しくはガスダクトを介して、熱交換器に接続されることが望ましい。

前記タンクシステムは、前記貯蔵容器及び／若しくは収着物質及び／若しくは吸着剤の制御特定特性を測定するための少なくとも１つのセンサ要素によって測定された値を送信するための少なくとも１つのインターフェース、データインターフェースを有することが望ましい。

前記タンクシステムの構造及び操作モードは、貯蔵されたガスが水素である例を用いて下記に説明される。下記されるものは、一般的に他のガスにも適用される。

移動タンクシステムから水素を取り出すためにはたくさんの装備が必要である。移動タンクシステムに貯蔵される水素の量は、吸着される相（Ｈads）、例えば吸着剤に吸着される水素と、気相（Ｈgas）、例えばタンクの自由容量に存在する水素ガスとによって構成される。ある状態（温度及び圧力）について、収着物質の吸着特性による平衡が達成される。例えば車両のタンクに充填された直後（タンクシステムの圧力：４０ｂａｒ、温度７７Ｋ）、車両の駆動装置によって要求される水素は、気相から直接取り出される。この水素は、タンクシステムに広がる圧力によって決定される量においてすぐに利用可能である。気相からの水素の移動は、タンク内の吸着相と気相の間の平衡を乱す。圧力が降下するので、吸着された水素の一部が脱離し、気相のロスを部分的に充填する。しかしながら、脱離によって生じる温度の下降は、脱離処理の速度を低下させる。水素が移動タンクシステムの気相から短い間に取り出される時に、圧力が例えば４０ｂａｒから３８ｂａｒに降下すると共に、断熱材を介して周囲から流れる熱が少ないことから温度が７７Ｋから６５Ｋに降下する（降下の大きさは、最終的に吸着剤のエンタルピー及び吸着剤の特性によって変化する）。水素は、気相から連続して取り出され、車両の駆動装置に供給される。しかしながら、タンクシステムの圧力が消費装置によって要求される圧力以下に降下するとすぐに、車両の駆動装置によって要求される水素の流量は、もはや維持されることができなくなる（例えば、圧力＝２ｂａｒ）（吸着剤及び消費装置による値）。

水素の供給は、装着されたポンプ（不利益点：電力の消費）によって、又はタンクシステムの温度の目標値までの上昇によって確保される。

これは、すでに取り出された冷却水素が周囲からの熱を使用しタンクシステムに戻す熱交換器によって加熱され、ガスの貯蔵された熱容量が吸着剤に移動される（再循環）ことによって達成されることが望ましい。熱入力は、適当な弁、例えばタンクシステム上に位置し、例えば車両が使用されていない時の熱の要求されない入力を避けるためにラインを遮断する２つの電磁弁によって制御されることが望ましい。再循環システムは、タンクシステムの温度を、電気的加熱を使用することなしに上昇させることができ、吸着相に存在する水素を脱離して要求される時に使用することができるようにするものである。

この主題における詳細については、ＷＯ２００５／０４４４５２Ａ２及びＤＥ２０ ２００４ ０１７ ０３６ Ｕ１を参照することができる。

本願発明の第３の様相は、貯蔵容器を充填し且つ／又は放出するための充填／放出接続部を提供し、特に上述した貯蔵容器が、収着物質、特に上述した収着物質を搬送し且つ貯蔵容器の移送ダクトに接続される第１のダクトと、ガスを搬送するためのものであり、貯蔵用のガスダクトを接続される第２のダクトとを有することにある。

収着物質及びキャリヤガスの導入及び移動の仕事は、貯蔵容器内の接続部の長さが調整され、非常に近接して収着材料を流動化し且つ放出することができるようすることを特徴とする接続部によって達成される。収着物質に対する放出ダクトの調整可能に空間的な近接は、ガス、例えば水素の再循環が、貯蔵容器を空にするために絶対的に必要でなくさせるために、放出工程に吸入作用を一体化させることができるものである。例えば上述したベルヌーイ原理を使用し、貯蔵容器の外側に物質を放出することが望ましい。

前記接続部は、ガス流によって搬送される収着物質粒子のための第１のダクト（移送ダクト）を有する。このダクトは、搬送される粒子サイズの何倍もの大きさの径を有する円形断面を有することが望ましい。

さらに、ガスのための第２のダクト（ガスダクト）が設けられる。このダクトは、ガスの搬送のためにのみ設けられたもので、収着物質の粒子の侵入を防ぐためのフィルタによって保護されていることが望ましい。

別の方法として、両ダクトは、収着物質の移送に適している。この方法において、冷却された移送媒体は、貯蔵容器の充填及び放出の間、常に２つのダクトの一方、好ましくは断熱されたダクトによって移送される。これは、冷たい媒体のための暖かいダクトを使用する（媒体が暖められる／収着物質が暖められてガスを脱離する）時に生じるロスを避けることができる。

例えば、第１のダクト及び／若しくは第２のダクトは、熱的に絶縁される。これは、冷たいガス及び冷たい収着物質への熱の導入を防止することができる（好ましくは７７Ｋ）。

第１のダクト及び第２のダクトは、お互いに所定の間隔をあけて隣り合って配置されることが望ましい。さらなる例において、前記第１のダクトと第２のダクトは、同軸に配置されることが望ましい。このように、供給ダクト及び放出ダクトは、同軸に又はお互い円形に配置されでも良いものである。

前記接続部は、貯蔵容器に接触するか、その中に挿入されるその端部領域において可撓性であることが望ましい。これはさらに、充填及び放出を簡単にすることができる。

前記接続部は、データを受信及び／若しくはデータを送信するためのインターフェースを有することが望ましい。データ接続、特に下記するシステム、例えば充填ステーションと車両のタンクシステム又は車両自体の貯蔵タンクとの間で情報交換を行う電気的データ接続であることが望ましい。例えば、収着物質の種類、負荷状態、圧力、温度等の情報が送信されることが望ましい。

さらに、本願発明の第４の様相は、収着物質、特に上述したような収着物質を貯蔵容器に提供するためのシステムであって、貯蔵容器に存在する消耗した収着物質を放出するための装置と、消耗していない収着物質で貯蔵容器を充填するための装置とを有する充填装置が設けられること、且つ、貯蔵容器に供給される収着物質を貯蔵するための貯蔵設備が設けられ、その貯蔵設備が、前記充填装置に少なくとも所定の時間接続されることを特徴するシステムを提供することにある。

そのようなシステムは、ある種の充填ステーションであることが望ましい。この充填ステーションは、車両の構成要素である移動タンクシステムを充填することができる。従来技術に関して記載された課題は、ガス貯蔵のための提供される吸着剤が、タンクシステムの外側で、好ましくは充填ステーションで、吸着質（例えば水素）が充填されるときに避けることができる。ここで放出される吸着熱は、時間的制約なしに低コストで、且つより低い消費エネルギーで排除されるものである。

このシステムの充填装置は、外気圧力を超える圧力で、例えば４０ｂａｒ以上の圧力で、例えば４０ｂａｒで、収着物質によって貯蔵容器を充填するように設計されることが望ましい。

さらに、このシステムの充填装置は、上述した充填／放出接続部を有し、これについて上述されたものを、参照することによって組み込むことができるものである。

さらなる例において、前記システムは、すでに上述されたように、データを受信し且つ／又はデータを送信するための少なくとも１つのインターフェース、特にデータインターフェースを有することが望ましい。

前記システムは、貯蔵容器から放出される収着物質の品質をモニターする設備を有することが望ましい。保有され、完全に充填された吸着剤、又は単に部分的に充填されていない吸着剤、又は単に部分的に充填されていない収着物質は、品質コントロールによって評価され、損傷し又は使用不能な粒子は、選別されるものである。

さらなる例において、前記システムは、貯蔵容器から放出された収着物質を再生させる装備を有することが望ましい。完全に充填されていない吸着剤又は部分的に充填されていない収着物質は、使用されたガスの二次成分から気体不純物を取り除くために、再生（熱処理／焼成）されるものである。このような通常の再生は、著しい不利益点なしに、低い品質／純度（例えば純度クラス５．０の代わりに純度クラス３．０）を有する水素を使用するものである。

このシステムは、吸着剤、特に上述したような吸着剤及び／若しくは収着物質、特に上述したような収着物質を、ガス、好ましくは水素で充填するための装備を有することが望ましい。この充填装置は、いろいろな構成部品を有する。

例えば、この充填装備は、吸着剤及び／若しくは収着物質を所定の温度まで冷却するための冷却装置を有する。前記吸着剤又は収着物質は、（７７Ｋ）まで冷却され、新しく水素で充填され、例えば燃料販売機で、再度利用されるものである。

さらなる例において、前記充填装備は、所定の負荷圧力を設定する装置を有する。それは、独立した工程又は連続した工程で徐々に吸着剤又は収着物質を冷却及び充填するためのエネルギー条件において有益である。一連の温度段階は、例えば、０℃／−４０℃／−８０℃／−１２０℃／−１６０℃／−１９６℃である。よく知られた相転移の温度結合、例えば、ＣＯ_２固体→ＣＯ_２気体（昇華）が、利用される。充填圧力の変化は、物質の吸着作用に依存するので、省エネルギーの助けになる。

別の可能性は、品質管理又は再生なしに、保有され、部分的に充填されていない収着物質又は完全に充填されていない吸着剤を冷却して充填し、燃料販売機で再び利用可能にすることである。必要ならば、タンクシステムに一体化された読み書き自在チップが、品質管理を適当なサイクルで充填状態から独立して実行することを確保するものである（例えば、第５番目のタンク充填操作）。

いかに収着物質が提供されるか、いかに貯蔵容器がそのような物質で充填されるかを記載するいろいろな方法の様相が、下記に示される。

最初に、上述されたシステムよって貯蔵容器のための収着物質を提供する方法であって、貯蔵容器に存在する消耗した収着物質が、貯蔵容器から放出されること、収着物質又は吸着剤が、貯蔵容器の外部で、ガス、特に水素で再び充填されること、及び充填された収着物質が、貯蔵容器で不たたり利用可能になることで特徴付けられる方法を提供するものである。

方法が機能する方法に関して、本願発明の他の要項に関する上述されたものは、参照することによって組み込むことができるものである。

ガスで充填された収着物質は、それが使用されるまで、貯蔵設備に一時的に貯蔵される。この貯蔵設備は、充填ステーションの場合、適当に形成された燃料販売機で構成されるか、また少なくともそれと接続される。

貯蔵設備から放出された消耗した収着物質は、ガスでふたたび充填される前に、品質制御が実行されることが望ましい。これは、本願発明のシステムに関して上述されたものであり、対応する記述を参照することができる。

さらなる例において、貯蔵設備から放出された消耗した収着物質は、ガスで充填される前に、再生処理が実行される。これもまた、本願発明のシステムに関して上述されたものであり、対応する記述を参照することができる。

この収着物質は、ガスで充填される前に所定の温度まで冷却されることが望ましい。これもまた、本願発明のシステムに関して上述されたものであり、対応する記述を参照することができる。

本願発明のさらなる様相は、貯蔵容器、特に上述した貯蔵容器を、収着物質、特に上述された収着物質で充填する方法を提供するもので、その方法は、貯蔵容器内に存在する消耗した収着物質が、貯蔵容器から放出されること、その後貯蔵容器が消耗していない収着物質で充填されることを特徴とするものである。

この方法が機能する方法について、本願発明の他の様相に関する上記に記載されたものを、参照によって結合させることができるものである。

そのような充填操作、たとえばタンク充填操作は、良好な移送特性及びシステムの貯蔵容器から移送システムを介して移動タンクに収着材料を安全に扱うことができることが要求される。これは、例えば従来の活性炭粉末が使用される時に、その粉末の粒子サイズがいろいろであることから、簡単に可能とはならない。そこから生じる課題は、移送（例えば、小さい粒子が移動タンクにガス流において移送される）の間の粒子の分離であり、いろいろな寸法の粒子の沈殿による部分的な塊、及び使用される付属品、例えば、圧力減衰装置、弁及びポンプ等の深刻な摩耗である。本願発明にしたがって使用される吸着剤及び収着物質の使用は、充填操作を十分に簡単に実行させることができるものである。

貯蔵容器の放出及び充填は、対応する陳述が参照されることによって十分に結合させることができるようにするために、上述したシステムよって実行されることが望ましい。

貯蔵容器は、対応する陳述が参照されることによって十分に結合させることができるようにするために、上述した方法によって提供される収着物質で充填されることが望ましい。

貯蔵容器から消耗した収着物質を放出する前に、容器内に残っている収着材料に吸着された吸着質の残量、及び／若しくは、吸着されない気体燃料、特に水素の残量が測定される。例えば、貯蔵ガス、例えば水素の残量の測定は、貯蔵媒体の圧力及び温度を測定することによって実行することができる。

貯蔵容器からの消耗した収着物質の放出は、収着物質、特に水素に関して使用されるガス又は燃料を吹き込むことによって実行されることが望ましい。貯蔵容器に存在する収着物質又は吸着剤の放出は、例えば、水素を吹き込むことによって達成される。ガスダクトの所定の形状及び位置、例えばノズル形状のガスダクトは、収着物質又は吸着剤を流動化し、ガス流と共に放出口から放出することができる。この放出回路の圧力は、必ずしも４０ｂａｒである必要はないが、例えば、放出工程の間、収着物質への吸着又は収着物質からの脱離を防止するために、貯蔵容器の残留圧力に対応することが望ましい。

貯蔵容器は、放出と再充填の間、所定の温度に、好ましくは冷却されることが望ましい。収着物質又は吸着剤の望ましい比率（例えば、約９８％）の移動の後、貯蔵容器（いわゆる空圧力容器）は、ガス、例えば冷却水素（７７Ｋ）の吹き込みによって冷却される。ここで冷却（７７Ｋ）ガス（水素ガス）は、所定の流速及び流量で、供給システムからガス導入のために設けられたダクトを介して貯蔵容器内に吹き込まれると共に、熱が、圧力容器から冷却ガス（水素ガス）に熱流ｄＱ／ｄｔによって移動され、このために設けられたダクトを介して今は暖かいガス（水素ガス）の放出によって貯蔵容器から移動される。

消耗していない収着物質で貯蔵容器を再充填することは、４０ｂａｒ以上に上昇された圧力によって実行される。

前記消耗していない収着物質は、貯蔵容器に移動され、外気圧以上の圧力、好ましくは４０ｂａｒ以上の圧力で、例えば４０ｂａｒで、貯蔵容器内に導入されることが望ましい。これによって、新しい、例えば水素で完全に充填された吸着物質が、充填用に設けられたダクトを介して４０〜１００ｂａｒの圧力で吹き込まれる。この収着物質は、供給システムにおいて７７Ｋまで冷却され、４０ｂａｒの圧力で、ガス（水素）で充填されたものであることが望ましい。供給システムからタンクシステムの貯蔵容器への収着物質の移動は、例えば４０ｂａｒに上昇した圧力で実行され、ガス（水素）の脱離が防止される。一方で、貯蔵容器の更新された吸着工程は、温度の上昇を生じ、その結果、車両の移動タンクシステムの場合、より短い時間での操作又はより低い充填密度を生じ、車両のより短い走行距離を生じる。４０ｂａｒ以上の圧力で、貯蔵容器の充填で４０ｂａｒまで減少させることができる圧力で供給システムで充填することを、想定することも可能である。この結果として、吸着されたガス（水素）の一部が、収着物質から脱離するので、貯蔵容器の温度が７７Ｋ以下に降下することが考えられる。貯蔵容器のより低い温度は、大量のガス（水素）又はタンクシステムの操作時間は、同じ圧力（４０ｂａｒ）で上昇させることが可能となるものである。

本願発明は、エネルギーキャリヤガスの再利用を、予め冷却された水素による低い熱伝導率を有する圧力本体部（ＣＦＣ物質）を使用する時に、達成することができるものである。水素での貯蔵物質の外部充填及びその結果生じる貯蔵容器における熱の発生（ｄＱ／ｄｔ；ｄｔ；ｄｔ＜１０分）を排除することは、十分に低い温度までの冷却の導入のために要求される流量を生じ、そしてこれらは、脱離に要求される熱流（ｄＱ／ｄｔ；ｄｔ〜数時間＝数百キロメータ）のほぼ大きさ順にあるので、前記装置と、熱及び物質の移動に要求される断面積が、十分に減少させることができるものである。これは、結果として、重量の節約及び貯蔵システムの簡略化を生じる。この結果として、製造コスト及び資本コストと、操作費用とを減少させると同時に、より狭いチューブ接続を介したより低い熱流による操作期間（「ボイルオフタイム」）を上昇させることができるものである。

本願発明に係る貯蔵タンクの第１の例を示す。 本願発明に係る貯蔵タンクの第１の例を示す。 本願発明に係る貯蔵タンクの第１の例を示す。 本願発明に係る貯蔵タンクの第１の例を示す。 本願発明に係る貯蔵タンクの第２の例を示す。 本願発明に係る貯蔵タンクの第２の例を示す。 本願発明に係る貯蔵タンクの第２の例を示す。 本願発明に係る貯蔵タンクの第２の例を示す。 本願発明に係る貯蔵タンクの第３の例を示す。 本願発明に係る貯蔵タンクの第３の例を示す。 本願発明に係る貯蔵タンクの第３の例を示す。 本願発明に係る貯蔵タンクの第３の例を示す。 収着物質を提供する本願発明に係るシステムと共に操作される本願発明に係るタンクシステムの概略構成図を示す。 本願発明に係る充填／放出接続部の概略構成断面図を示す。

以下の例は、水素が吸着される収着物質が貯蔵容器１０に導入される状態を示したものである。前記貯蔵容器１０は、車両に搭載される移動タンクシステムの一部を構成するものである。前記貯蔵容器１０は、充填ステーションを示す供給システムで充填される。

最初に、図１〜１２は、貯蔵容器１０のいろいろな例と、その充填及び放出操作を示すものである。

図１〜４に示される貯蔵容器１０は、圧力容器の形状をしたものである。前記貯蔵容器１０は、収着物質１１が存在する内側容器１２を有する。前記吸着物質１１は、水素を吸着する吸着剤を具備する。前記内側容器１２は、外側容器１３によって囲まれており、それらの容器１２，１３の間には断熱領域１４を有する。貯蔵容器１０は、接続要素１５、例えばフランジを有し、これを介して貯蔵容器１０は外部供給システムと接続される。さらに、前記貯蔵容器１０は、前記収着物質のための移送ダクトとして働く第１のダクト１６を有する。ガスダクトとして働く第２のダクト１７が、付加的に設けられる。この実施例において、このガスダクト１７は、ノズル１８として形成される。

この実施例は、構造及び複雑な貯蔵容器１０内の移動部品の複雑さを回避するために、機械的に簡単な充填及び放出システムを目的とするものである。基本的な概念は、４０ｂａｒまでの実質的に所定の圧力によるガス流によって粒状収着物質１１を移送することである。タンクシステムは、基本的にこの目的のために、２つの開口部／ダクトを有するものである。第１のダクト（移送ダクト）１６は、収着物質の粒子径に対して相対的に大きな径を有する（例えば、径＝５０×粒子径）。この第１のダクト１６は、充填ステーションからタンクシステムへ、タンクシステムから充填ステーションへの両方で、収着物質１１を移送するように働く。第2のダクト（ガスダクト）は、ノズル１８の形で形成され、且つ侵入する収着物質粒子を押しとどめるフィルタを有する。このノズル１８は、タンクシステムを充填する時のガス放出口として働く。新しい収着物質１１でタンクシステム（図３）を充填するとき、収着物質１１は、第１のダクト１６を介して貯蔵容器１０に体積流によって導入される。この目的のために要求される水素キャリヤガスは、ガスダクト１７を介して貯蔵容器１０を離れる。前記タンクシステムの放出する間（図２）、水素ガスは、貯蔵容器１０へのノズル１８として形成されるダクト１７を介して流れる。放出口での高い流速と貯蔵容器１０のノズル１８の位置は、結果として貯蔵容器１０に存在する収着物質１１が流動化し、ガス流によって移送ダクト１６を介して貯蔵容器１０から移送される。前記タンクシステムは、この方法において充填及び放出を行うことができる。走行中（図４）、脱離された水素は、ガスダクト１７を介して取り出され、駆動装置に供給される。最適な方法で脱離を制御するために、暖められた水素が、移送ダクト１６を介して貯蔵容器１０に導入される。

図５〜８に示される貯蔵容器１０は、同様に圧力容器の形である。貯蔵容器１０は、収着物質１１が配される内側容器１２を有する。収着物質１１は、水素を吸着する吸着剤を具備する。内側容器１２は、外側容器１３によって囲まれており、その２つの容器１２，１３の間に設けられた絶縁領域１４を有する。また、貯蔵容器１０は、接続要素１５，例えばフランジを有し、該フランジを介して外部供給システムに接続されるものである。さらに、前記貯蔵容器１０は、前記収着物質１１のための移送ダクトとして働く第１のダクト１６を有する。ガスダクトとして働く第２のダクト１７は、付加的に設けられる。この実施例において、２つのダクト１６，１７は、管状であり、ループ管１９を形成する。２つの回転可能なフラップ２０が、ループ管１９に配置され、ループ管１９内の流れに影響を与えるようになっている。

図５〜図８に示される貯蔵容器１０の実施例は、下記するベルヌーイ方程式にしたがって、上昇する流速を有する場所での力学的圧力降下を使用するものである（ベンチュリー管）。

前記貯蔵容器１０は、大変低い内部流動抵抗を有する閉ループ管１９を有すると共に、９０°の範囲で回転する流駆動フラップによって２つの場所で遮断される。これらのフラップ２０の目的は、充填操作の間の移送流（収着物質＋キャリヤガス）を迂回させることである。第１のフラップは、チューブシステムを通過する通路を閉鎖し、これによって貯蔵容器に収着物質１１の導入を実行する（図７）。前記キャリヤガスは、前記チューブシステムに第２のフラップを介して運搬され、燃料販売機に戻すことができる。フラップ２０の上流側のフィルタは、の放出を防止する。貯蔵容器１０を空にする間（図６）、キャリヤガスは、反対方向に前記ループ管１９を介して流れる。チューブ管の絞り２１（上述したベンチュリー原理を参照：ベンチュリー部）は、パイプ部の静圧の減少を生じ、貯蔵１０から収着物質１１の吸い出しを生じる。貯蔵容器１０の少し傾斜した位置２２及び最も低い点の近傍のベンチュリー部２１は、傾斜面上の重力で、前記部分の到達範囲内に収着物質１１を移送させることができるものである。ここで、前記傾斜する位置は、この実施例では水平面である基準面２３に対したものである。前記基準面は、水平であり、垂直面は、前記貯蔵容器１０の一般的な整合に依存する。移動の間（図８）、脱離された水素は、ガスダクト１７を介して貯蔵容器１０から取り出される。

図９〜図１２に示される貯蔵容器１０は、同様に圧力容器の形である。また、前記貯蔵容器１０は、収着物質１１が配された内側容器１２を有する。収着物質１１は、水素を吸着する吸着剤を具備する。前記内側容器１２は、外側容器１３に囲まれていると共に、２つの容器１２，１３の間に設けられた絶縁領域１４を有する。また、前記貯蔵容器１０は、接続要素１５，例えばフランジを有し、それを介して貯蔵容器１０は、外部供給システムに接続することができる。

図９〜１２に示される実施例の利点は、貯蔵容器１０への充填及び貯蔵容器１０からの放出に必要な構成部品を切り離すことであり、これによって重要及び熱容量を十分に節約できるものである。収着物質１１及びキャリヤガスの導入と放出の仕事は、前記タンク接続部１５を介して挿入される充填／放出接続部３０によって達成され、且つ貯蔵容器１０に突出するその端部領域３４に可撓性を持たせることによって達成され、貯蔵容器１０の接続部３０の長さが調整され、非常に近接した領域で、収着物質１１を流動化し、放出することができるようになるものである。この調節性は、図９〜１２に矢印３３の形で示されるものである。

ここでの利点は、移送ダクト３１及びガスダクト３２の集中配置のためのこの実施例の特別な適合性である。そして、前記貯蔵容器１０が、１つのダクト２４を有し、これを介して接続部１０の２つの別のダクト３１，３２が挿入されることである。収着物質１１へのダクト３１，３２の調整可能な空間的接近は、ダクト３１，３２における吸引作用を一体化させるので、水素の再循環が、貯蔵容器１０を空にするために少しも必要なくなるものである。図５〜８に関して記載されたベルヌーイ原理を、貯蔵容器１０の外側で使用して物質を放出することが望ましいものである。

図１３は、車両に配置されるように設計された移動タンクシステム４０の概略構成図を示す。このタンクシステム４０は、例えば、図１〜１２に示された変形例の１つにおいて形成された貯蔵容器１０を有する。この貯蔵容器１０は、適当なダクト４２を介して熱交換器４３に接続され、該熱交換器４３はライン４５を介して車両の駆動装置４１に接続される。

移動タンクシステム４０から水素を取り出すための多くの装置がある。貯蔵容器１０に貯蔵される水素の量は、吸着剤に吸着された吸着相（Ｈads）の水素と、貯蔵容器１０の自由容積に存在する水素ガスであるガス相（Ｈgas）の水素とによって構成される。所定の状態（温度及び圧力）について、吸着剤の吸着特性に依存する平衡状態が達成される。車両のタンクが充填された直後（タンクシステムの圧力：４０ｂａｒ、温度：７７Ｋ）に、駆動装置４１によって要求される水素は、前記ガス相から直接取り出される。この水素は、貯蔵容器１０内に広がる圧力によって決定される量においてすぐに使用可能である。水素がガス相から取り出される結果として、貯蔵容器１０内の吸着相とガス相の平衡状態が乱れる。圧力が減少するので、吸着された水素の一部が脱離され、ガス相の損失を部分的に補填する。しかしながら、脱離によって生じる温度の低下は、脱離作用を遅くしていく。水素が貯蔵容器１０のガス相から短期間に取り出される時、絶縁空間を介して周囲から流れ込む熱が非常にわずかなため、圧力は例えば４０ｂａｒから３８ｂａｒに低下すると共に、温度は７７Ｋから６５Ｋに低下する（低下の大きさは、吸着剤の吸着エンタルピー及び特性に依存する）。これによって、水素は、連続的にガス相から取り出され、車両の駆動装置４１に供給される。しかしながら、貯蔵容器１０の圧力が消費装置によって要求される圧力以下に降下するとすぐに、車両の駆動装置４１によって要求される水素の流量は、（例えば、２ｂａｒの圧力では）もはや維持することができなくなる。しかしながら、適当な値は、特定の場合に使用される吸着剤に依存する。

水素の供給は、装着されたポンプによって（この場合の不利益点は、電力が消費されることである）、又は貯蔵容器１０の温度を目標値まで上昇させることによって確保することができる。これは、取り出された冷たい水素を、周囲からの熱を利用する熱交換器４３によって暖めると共に、ガスに貯められた熱容量を収着物質に移動させることによって達成されるものである。流入する熱は、例えば、貯蔵容器１０に設けられ、ラインを遮断する２つの電磁弁によって制御され、例えば車両が使用されない場合の不必要な熱の流入を阻止する。存在する再循環システムは、タンクシステム４０の温度を、電気的加熱を使用することなく上昇させることができ、これによって吸着相に存在する水素を脱離し、要求されたときに使用することができるようにするものである。

前記貯蔵容器１０は、この実施例の場合、充填ステーションである収着物質１１を提供するためのシステム５０から、収着物質１１で充填されることが望ましい。この目的のために、貯蔵容器１０は、矢印５４，５５によって示されるような充填及び放出の間、充填装置５１に接続される。前記充填装置５１は、充填ステーションシステム５０の燃料販売機の形で存在することが望ましい。さらに、最適なインターフェースの形のデータ導管５３は、移動タンクシステム４０と充填ステーションシステム（供給システム）５０の間に設けられることが望ましく、これを介して、測定された値が変換され、充填及び放出工程を助けることが望ましい。前記充填装置５１は、接続ライン６３を介して、充填された収着物質が一時的に貯蔵される貯蔵設備５２に接続される。

充填システム４１を介して放出された収着物質は、品質管理のための品質管理設備５６と、吸着剤及び／若しくは収着物質を充填するための充填設備５８に復活させるために再生設備５７とを介して通過し、充填が完全に終わった後で、使用されるまでの間、貯蔵容器５２に一時的に貯蔵されるものである。この収着物質の移動ルートは、図１３の矢印５９，６０，６１，６２によって示される。

移動タンクシステム４０に保持される完全に充填されてない吸着剤又は部分的に充填されていない収着物質は、システム５０において２つの方法で処理される。

保持され、完全に充填されていない吸着剤又は部分的に充填されていない収着物質は、最初に設備５６の品質管理によって評価される。ここで、損傷した又は使用不能な粒子は、振り分けられる。

吸着剤及び／若しくは収着物質は、設備５７において再生（熱処理／焼成）され、ガス状の不純物が、例えば使用されるガスの二次成分から排除される。これによって、標準の再生は、例えば、重大な不利益点なしに、低い品質／純度（例えばクラス５．０の代わりにクラス３．０）を有する水素を使用することができる。

吸着剤／収着物質は、所定の温度（７７Ｋ）まで冷却され、再び水素で充填され、燃料販売機で再び利用可能にされるものである。これは、設備５８において実行される。吸着剤／収着物質は、独立した工程又は連続した工程で徐々に冷却及び充填されることが望ましい。一連の温度段階は、例えば、０℃／−４０℃／−８０℃／−１２０℃／−１６０℃／−１９６℃である。公知の相転移、例えばＣＯ_２固体→ＣＯ_２気体（昇華）に温度を合わせることも有用である。充填圧力を変化させることも、物質の吸着作用に依存して、エネルギー節約に貢献できるものである。

別の可能性は、品質管理又は再生なしに、保持され、部分的に充填されていない吸着剤／収着物質を冷却して充填し、燃料販売機で再び利用可能にすることである。また必要に応じて、読み書き自在チップをタンクシステム４０に一体に設け、これによって、品質管理が、適当なサイクル（例えば、タンクの第５の充填）において充填状態から独立して確実に実行されるようにしたものである。

タンクシステム４０の貯蔵容器１０に接続されるために、システム５０に使用される適切な充填／放出接続部３０の例が、図１４に示されている。前記システムに最適な分配接続は、下記する特性を有する。

それは、冷たいガス及び冷たい収着物質（好ましくは７７Ｋ）への好ましくない熱の流入を防止するための断熱材３５を有する。さらに、第１のダクト、いわゆる移送ダクト３１が設けられる。この移送ダクト３１は、ガス流によって移動する収着物質粒子のためのダクトとして働く。この移送ダクト３１は、移動する粒子の大きさの何倍もの大きさに対応した直径を有する環状断面積を有することが望ましい。さらに、ガスのための第２のダクト、いわゆるガスダクト３２が設けられる。このダクト３２は、ガス移動のためだけに設けられ、収着物質粒子の侵入に対するフィルタによって保護されている。別の方法として、両ダクト３１，３２は、収着物質の移動について最適である。この方法において、冷却された移動媒体は、貯蔵容器の充填及び放出の間、２つのダクト３１，３２の一方、好ましくは絶縁されたダクトを介して移動されることが望ましい。これは、冷たい媒体が、暖かいダクトを使用するときに生じる損失を防止することができる。

充填ステーション５０と車両のタンクシステム４０又は車両自体の間で情報交換するための電子データ接続を行うインターフェース３６が設けられることが望ましい。例えば、収着物質の種類、充填状態、圧力、温度等を送信することが望ましい。

タンク充填操作の間に生じる事象は、下記する例によって説明される。ここで、下記する初期状態が想定されるべきである。車両が充填ステーションに到達する時に、例えば下記する状態である。
タンクシステム内の残留圧力は、５ｂａｒ以下である。
タンクシステム内の温度は、０℃以上である。

これは、車両のタンクシステム４０が、部分的に水素で充填された粒状又は予め成形されたばらばらの吸着物質（吸着された水素両は、タンクシステム４０の温度及び圧力と、使用される収着物質の吸着特性とに依存する）と、吸着されないガス状水素（ガス状水素の量は、温度及び／若しくはタンク内に存在する自由容積によって決定される）とを有することを意味する。

タンク充填操作を始めるために、充填接続部３０が、貯蔵容器１０の接続フランジ１５に装着される。貯蔵された残留水素量は、車両のタンクシステム４０内の圧力及び温度を測定することによって決定される。

車両の貯蔵容器（タンク）１０に存在する収着物質は、水素の吹きつけによって放出される。ノズル１８（図１）の所定の形状及び位置は、微粉末収着物質１１が流動化し、ガス流によって放出口（ガスダクト１７）から放出されることを生じる。この放出回路の圧力は、４０ｂａｒである必要はないが、貯蔵容器１０の残留圧力に適合したものであることが望ましく、これによって放出操作の間、前記収着物質１１への吸着又は収着物質１１からの脱離を防止することができるものである。

前記収着物質１１が所定の割合（例えば約９８％）で排除された後、車両のタンクシステム（いわゆる空の貯蔵容器１０）は、冷却水素（７７Ｋ）の吹きつけによって冷却される。ここで冷却水素ガス（７７Ｋ）は、充填ステーション５０から貯蔵容器１０へガスを導入するために設けられたダクト１６を介して、所定の流速及び体積流で吹き付けられると共に、圧力容器（貯蔵容器１０の内側容器１２）から冷却水素ガスへの熱流ｄＱ／ｄｔが、この目的のために設けられたダクト１７を介して車両の貯蔵容器１０から今暖められた水素ガスの放出によって伝達される熱を排除するものである。

水素で完全に充填された新しい収着物質１１は、４０ｂａｒ又は１００ｂａｒの圧力で、充填のために設けられたダクト（移送ダクト１６）を介して吹き込まれる。収着物質１１は、充填ステーション５０において、７７Ｋまで予め冷却され、水素で充填されるものである。そのため、４０ｂａｒでの充填ステーション５０からタンクシステム４０への収着物質１１の移動は、水素の脱離をさけるために必要である。一方で、車両のタンクシステム４０の再生吸着工程は、温度の上昇を生じ、その結果として短い作業時間又はより低い充填密度を生じ、且つこれによる車両の短い走行距離を生じるものである。また、４０ｂａｒ以上の圧力で充填ステーション５０で充填することがのぞましいが、タンクシステム４０を充填する圧力を、４０ｂａｒまで減少させることもできるものである。吸着された水素の一部は、結果として収着物質から脱離し、貯蔵容器１０の温度は、７７Ｋ以下に降下する。貯蔵容器１０のより低い温度で、多量の水素が貯蔵され、又はタンクシステム４０の作業時間が、同じ圧力（４０ｂａｒ）の時と同じレベルまで上昇する。

４０ｂａｒでの貯蔵容器１０の収着物質１１の充填が完了した後、タンク充填作業は完了する。車両は、充填ステーションから切り離され、その走行を継続するものである。

本願発明のさらなる具体例、改良例及び変形例は、本願発明の範囲を離れることなくこの明細書を読み込むことによって当業者に容易に理解され且つ実行されることが可能となるものである。

１０ 貯蔵容器
１１ 収着物質
１２ 内側容器
１３ 外側容器
１４ 絶縁領域
１５ 接続要素
１６ 第１のダクト（移送ダクト）
１７ 第２のダクト（ガスダクト）
１８ ノズル
１９ ループ管
２０ 回転フラップ
２１ ベンチュリー部
２２ 傾斜位置
２３ 水平面
２４ ダクト
３０ 充填／放出接続部
３１ 移送ダクト
３２ ガスダクト
３３ 充填レベルによる位置づけ
３４ 充填／放出接続部の端部領域
３５ 断熱材
３６ インターフェース（データ接続）
４０ タンクシステム
４１ 駆動装置
４２ ダクト
４３ 熱交換器
４５ ライン
４６ 車両
５０ 収着物質を提供するためのシステム（充填ステーション）
５１ 充填装置
５２ 貯蔵設備
５３ データインターフェース
５４ 放出操作
５５ 充填操作
５６ 品質管理設備
５７ 再生設備
５８ 吸着剤及び／若しくは収着物質を充填するための充填設備
５９ 収着物質移送ルート
６０ 収着物質移送ルート
６１ 収着物質移送ルート
６２ 収着物質移送ルート
６３ 充填装置及び貯蔵設備の間の接続

Claims (10)

1. 収着物質（１１）を貯蔵するための貯蔵容器（１１）であって、該貯蔵容器（１１）が、圧力容器（１２）と、外部供給システムへの接続要素（１５）と、貯蔵容器（１２）の操作使用中に、貯蔵容器（１１）に収納される収着物質（１１）と、前記収着物質（１１）で貯蔵容器（１０）を充填し、又は貯蔵容器から収着物質（１１）を排出するための移送ダクトである第１のダクト（１６）を有すると共に、前記収着物質（１１）が、吸着剤と、そこに吸着される吸着質、特にガス燃料、好ましくは水素とを具備する貯蔵容器（１１）において、
   ガスを導入及び／若しくは排出するためのガスダクトである第２のダクト（１７）が設けられること、且つ
   前記吸着剤が、独立した活性炭粒子の形、特に球形状の活性炭に基づく高性能吸着剤であり、該高性能吸着剤の総孔量の少なくとも７０％が、２０オングストローム以下の孔径を有するミクロ細孔によって形成されることを特徴とする貯蔵容器。
2. 前記高性能吸着剤が、３０オングストローム以下の平均孔径を有すること、且つ／又は、前記高性能吸着剤が、少なくとも１５００ｍ²／ｇのＢＥＴ表面積を有すること、且つ／又は、前記高性能吸着剤が、グールビチ法によって測定された少なくとも０．７ｃｍ³／ｇの総孔量を有すると共に、この総孔量の少なくとも７０％が、２０オングストローム以下の孔径を有するミクロ細孔によって形成されることを特徴とする請求項1記載の貯蔵容器。
3. 駆動装置（４１）のためにガス燃料を提供するタンクシステム（５０）、特に移動タンクシステムにおいて、
   請求項１又は２記載の少なくとも１つの貯蔵容器（１０）を具備することを特徴とするタンクシステム。
4. 請求項１又は２記載の貯蔵容器（１０）を充填又は該貯蔵容器（１０）から排出するための充填／排出接続部（３０）において、
   該充填／排出接続部（３０）が、吸着剤と、該吸着剤に吸着される吸着質、特にガス燃料、好ましくは水素とからなる収着物質（１１）を移送する第１のダクト（３１）であって、該第１のダクト（３１）が前記貯蔵容器（１０）の移送ダクトと接続可能であるものと、
   前記貯蔵容器（１０）のガスダクトと接続され、ガスを移送するための第２のダクト（３２）とを有することを特徴とする充填／排出接続部。
5. 吸着剤と、該吸着剤に吸着される吸着質、特にガス燃料、好ましくは水素とを具備する収着物質（１１）を、請求項１又は２記載の貯蔵容器（１０）に提供するシステム（５０）において、
   貯蔵容器（１０）内に存在する消耗した収着物質を排出する装置と、貯蔵容器（１０）を消耗していない収着物質で充填するための装置とを有する充填装置（５１）を設けること、且つ、
   前記貯蔵容器（１０）に供給される収着物質を貯蔵するために貯蔵設備（５２）が設けられ、該貯蔵設備（５２）が、前記充填装置（５１）に所定の時間接続されることを特徴とするシステム。
6. 請求項５記載のシステムによって貯蔵容器に収着物質を提供する方法において、
   貯蔵容器に存在する消耗した収着物質が、貯蔵容器から排出されること、
   前記収着物質が、貯蔵容器の外側で、ガス、特に水素で再度充填されること、且つ
   充填された収着物質が、貯蔵容器で再度利用可能にされることを特徴とする方法。
7. ガスで充填された収着物質が、使用されるまで、貯蔵設備に一時的に貯蔵されること、且つ／又は、
   貯蔵容器から排出された消耗した収着物質が、ガスで再度充填される前に品質管理が施されることを特徴とする請求項６記載の方法。
8. 前記貯蔵容器から排出された消耗した収着物質は、ガスで再度充填される前に、再生処理が施されること、且つ／又は、
   前記収着物質は、ガスで再度充填される前に、所定の温度まで冷却されることを特徴とする請求項６又は７記載の方法。
9. 請求項１又は２記載の貯蔵容器に、収着物質を充填する方法において、前記貯蔵容器に存在する消耗した収着物質が、最初に貯蔵容器から排出されること、且つ、その後、前記貯蔵容器が消耗していない収着物質で充填されることを特徴とする請求項６〜８のいずれか1つに記載の方法。
10. 前記貯蔵容器からの消耗した収着物質の排出は、収着物質に関して使用されたガス燃料、特に水素を吹き付けることによって実行されることを特徴とする請求項９記載の方法。

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