KR101448572B1 - 유체 인클로저 및 그것에 관한 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시형태는, 구조적 필러 및 그 필러와 일치하여 연결되는 인클로저 외벽을 포함한 유체 인클로저에 관한 것이다. 또한, 본 발명의 실시형태는 유체 인클로저 제조 방법에 관한 것이다. 그 방법에는, 인클로저 외벽과 구조적 필러를 일치하여 연결하는 단계를 포함한다.

Description

유체 인클로저 및 그것에 관한 방법{FLUID ENCLOSURE AND METHODS RELATED THERETO}
본 발명의 실시형태는 유체 인클로저에 관한 것이며, 특히, 소형 또는 초소형 시스템을 위한 유체 인클로저에 관한 것이다.
이에 대한 우선권은 2006년 6월 23일 자로 출원된, 미국 특허 출원 일련 번호 11/473,591이며, 본 명세서에서 참조에 의해 원용된다.
종래에는, 유체 인클로저가, 유체를 독립적으로 저장하거나, 인클로저 내에 삽입될 어떠한 저장 재료라도 독립적으로 저장하도록, 설계 및 제작되고 있다. 그 가장 간단한 형태로, 유체, 예컨대, 압축 기체 또는 액화 기체를 담기 위해 종래의 압력 용기를 사용할 수 있다. 그 압력 용기는 파손 없이 유체의 최대 압력을 견딜 수 있도록 설계되어야 한다. 저장 재료를 압력 용기에 충전시킴으로써 저장 재료를 저장하기 위해, 전술한 간단한 설계 방법을 활용할 수 있다. 이 때, 압력 용기는, 유체 압력, 및 압력 용기의 내부벽에 저장 재료가 가하는 힘에 의해 발생할 수 있는 어떠한 응력까지도 지탱해야 한다. 현재, 이러한 압력 용기는 원통형으로 구성되는 경향이 있다.
초소형의 저장 시스템이 요구되는 경우, 또는 불규칙한 모양(즉, 비원통형) 이 요구되는 경우에, 종래의 압력 용기의 사용으로는 해결하기 어려운 문제가 있다. 저장 재료에 의해 발생된 내부 압력 및 기계적 응력을 지탱하기 위해, 인클로저의 벽 두께와 재료 특성은 파열 등의 파손을 막기에 충분해야 한다. 재료 특성으로는, 인장 강도, 연성, 재료 융합성, 인클로저의 기하학적 형상, 응력 요소 등이 고려된다. 따라서, 인클로저를 제작하는데 사용될 수 있는 재료의 범위는 제한되고, 인클로저 응력으로서 내부 압력을 지나치게 증가시키지 않는 용기의 기하학적 형상만이 고려될 수 있다.
소형 또는 초소형 연료전지 등의 소형 시스템에서 구체화되는 경우에 유체 인클로저 설계에 대한 의욕이 고취된다. 소형 시스템에서, 유체 인클로저 벽 두께는 그 인클로저 부피의 상당한 부분을 차지한다. 프리즘 형상이나 불규칙한 형태 요소는 적당한 유체 압력을 받으면서 바깥쪽으로 구부러지기 때문에 이용하기 매우 어렵다. 흡장 재료(예컨대, 수소화물(hydride))를 사용하는 경우에, 탱크 벽에 대한 기계적 변형은 커다란 응력을 초래할 수 있다.
본 발명의 실시형태는 구조적 필러(structural filler) 및 그 필러와 일치하여 연결된 인클로저 외벽으로 구성되는 유체 인클로저, 및 유체 인클로저의 제조 방법에 관한 것이다. 그 제조 방법은 인클로저 외벽을 구조적 필러와 일치하여 연결시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시형태는 유체의 저장 방법에 관한 것이다. 그 저장 방법은, 구조적 필러 및 그 필러와 일치하여 연결된 인클로저 외벽으로 구성되는 유체 인클로저와 유체를 접촉시키는 단계를 포함한다. 또한, 본 발명의 실시형태는 유체 인클로저의 이용 방법에 관한 것이다. 그 이용 방법에는, 구조적 필러 및 그 필러와 일치하여 연결된 인클로저 외벽으로 구성되는 유체 인클로저로부터 유체를 배출시키는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시형태는 유체 인클로저 시스템에 관한 것이다. 그 유체 인클로저 시스템은, 구조적 필러, 그 필러와 일치하여 연결된 인클로저 외벽으로 구성되는 유체 인클로저, 및 그 유체 인클로저에 연결된 외부 장치로 구성되어 있다.
이하 상세한 설명은, 그 상세한 설명의 일부를 형성하는 첨부 도면을 참고로 한다. 그 도면은, 설명을 통해, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시형태를 나타낸다. 여기서는, "실험예"라고 부르는 이들 실시형태는, 당업자로 하여금 본 발명을 실시할 수 있도록 매우 상세히 기술되고 있다. 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위내에서 실시형태를 결합하고, 다른 실시형태를 이용할 수 있거나, 구조적, 논리적 변경을 가할 수 있다. 그러므로, 이하의 상세한 설명을 제한적인 의미로 받아들이지 않고, 청구항과 그 등가의 내용에 의해 본 발명의 범위를 한정할 수 있다.
본 명세서에서, "하나의 (a 또는 an)"는 하나 혹은 그 이상을 나타내기 위해 사용되고, "또는"은 양립가능한 의미를 나타내거나 그렇지 않으면 다른 것을 나타내는데 사용된다. 또한, 여기서 사용되지만 정의되지 않은 표현이나 용어는 설명 목적으로만 쓰이고, 한정하려는 목적으로는 사용되지 않는다. 참조로 조합된 본 명세서와 다른 문헌 간에 불일치하게 사용된 경우에, 조합된 참조에서의 사용은 본 명세서에서 보충적으로 고려되어야 하고, 양립할 수 없는 불일치에 대하여, 본 명세서에서는 사용을 자제해야 한다.
본 발명의 실시형태는 유체 인클로저에 관한 것이다. 본 발명의 실시형태는, 통상의 유체 인클로저의 경우와 마찬가지로 인클로저 벽에 의해 압력 전부를 지탱하는 것보다 유체 인클로저 내부에 위치한 구조적 필러가 내부 유체 압력에 의해 가해진 응력을 지탱하도록, 유체 인클로저를 고려한다. 그 유체 인클로저는 구조적 필러 및 그 필러와 일치하여 연결된 인클로저 외벽으로 구성된다. 그 인클로저 외벽은 구조적 필러와 결합되기 때문에, 인클로저에 가해지는 유체 압력은 구조적 필러 내부의 등방 인장 응력(isostatic tensile stress)에 의해 지탱된다.
인클로저 외벽이 받고 있는 주요 응력은 구조적 필러의 변형만으로 발생될 수 있다. 그러므로, 인클로저의 파열 압력은 구조적 필러의 최대 인장 응력 또는 구조적 필러와 인클로저 외벽 사이의 결합력에 의해 발생된다. 이러한 구성에 의해, 두꺼운 인클로저 벽을 구성하지 않고도 주요 내부 압력을 지탱할 수 있는 작고, 가벼우며 일치하는 유체 인클로저를 제작할 수 있다.
일정한 비율로 그려져 있지 않은 본 도면에 있어서, 유사한 참조 번호는 여러 도면에 걸쳐 실질적으로 유사한 구성 요소를 나타낸다. 여러 가지의 문자 첨자를 가지는 유사한 참조 번호는 실질적으로 유사한 구성 요소들을 나타내는 여러 가 지 예를 보여준다. 도면은, 본 명세서에서 기술되는 다양한 실시형태를 예로써 개괄적으로 나타내고 있지만, 그 예에 국한되지는 않는다.
도 1은 일부 실시형태에 따른 유체 인클로저의 단면도를 나타낸다.
도 2는 일부 실시형태에 따른 복합 수소 저장 재료를 이용한 유체 인클로저의 일부의 단면도를 나타낸다.
도 3은 일부 실시형태에 따라, 피쳐를 포함하는 복합 수소 저장 재료를 이용한 유체 인클로저의 일부의 단면도를 나타낸다.
도 4는 일부 실시형태에 따른 유체 인클로저의 사시도를 나타낸다.
도 5는 일부 실시형태에 따른 유체 인클로저 시스템의 사시도를 나타낸다.
도 6은 일부 실시형태에 따른 유체 인클로저 제조 방법을 나타내는 블록 흐름도이다.
도 7은 일부 실시형태에 따른 유체 저장 방법을 나타내는 블록 흐름도이다.
도 8은 일부 실시형태에 따른 유체 인클로저 사용 방법을 나타내는 블록 흐름도이다.
정의
본 명세서에서 사용되는 "유체"란 용어는, 연속적이고, 무정형의 물질을 의미하고, 그 물질의 용기에 따라 형태를 이루려는 성질을 가지며, 그 물질의 분자는 서로를 지나치며 자유롭게 이동한다. 유체는 기체, 액화 기체, 액체 또는 압력을 받고 있는 액체일 수 있다. 유체의 예로는, 수소, 메탄올, 에탄올, 포름산, 부탄, 보로하이드라이드 화합물 등이 있다.
본 명세서에서 사용되는 "구조적 필러(structural filler)"란 용어는, 유체에 의해 가압될 때 유체 인클로저의 내부 압력을 견디기에 충분한 인장 강도를 갖는 재료를 의미한다. 구조적 필러는 고체일 수 있으며, 예를 들면, 금속 또는 플라스틱 격자, 복합 수소 저장 재료, 포접 화합물(clathrates), 나노 구조의 탄소 기포, 보론-니트라이드 나노튜브, 보로하이드라이드 파우더, 수소 흡장 금속합금(예를 들면, 금속수소화물), 팔라듐 함유 재료 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "일치하여 연결된"이란 용어는, 대응하는 형상이나 형태로 화학적 또는 물리적으로 결합하여 붙어있는 두 요소 간에 실질적으로 일치하여 연결된다는 것을 의미이다. 구조적 필러는 인클로저 외벽과 일치하여 연결될 수 있는데, 예를 들면, 인클로저 외벽은 구조적 필러와 화학적 또는 물리적으로 결합하여 모양을 형성할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "인클로저 외벽"이란 용어는, 유체 인클로저의 최외부층을 의미하며, 유체 인클로저로부터 유체의 확산을 적어도 부분적으로 느리게 하는 역할을 한다. 외부 인클로저는,동일하거나 상이한 재료의 복수의 층으로 구성될 수 있다. 예를 들면, 외부 인클로저는 폴리머, 금속, 또는 복합물로 구성될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "피쳐(feature)"란 용어는, 유체 인클로저와 관련된 요소를 의미한다. 피쳐는 유체 요소일 수 있다. 피쳐는 인클로저와 외부 장치나 대기 환경 사이를 소통시키고, 유체를 관측하거나 제어하기 위해 작용하거나, 또는 구조적 요소로서 작용할 수 있다. 피쳐의 예로는, 밸브, 레귤레이터, 감압장치, 유동 요소, 캡, 피팅, 통풍구 등이 있을 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "구조적 피쳐"란 용어는, 구조적 필러, 인클로저 외벽이나 유체 인클로저 전체의 모양, 위치 또는 조정과 관련되는 요소를 의미한다. 예를 들면, 외부 요소를 위한 공간을 형성하거나 유체 인클로저와 외부 장치 사이에 더 효율적인 조정을 발생시키도록, 구조적 피쳐를 형성할 수 있다. 구조적 피쳐는, 볼록형 돌출부, 오목형 리세스부, 마운팅(mounings), 플랜지, 피팅, 보스(bosses), 라운딩되어 매끄러워진 코너부 등으로 구성되어 있다.
본 명세서에서 사용되는 "금속수소화물 입자" 또는 "금속수소화물"이란 용어는, 금속 또는 금속 합금 입자를 의미하며, 이 금속 또는 금속 합금 입자는 수소와 접촉될 때 금속수소화물을 형성할 수 있다. 그러한 금속 또는 금속 합금의 예로는, LaNi5, FeTi, Mg2Ni 및 ZrV2이 있다. 그러한 화합물은 금속수소화물의 일반 표기의 예, 즉 각각 AB, AB2, A2B, AB5 및 BCC 이다. 수소 결합 시, 이들 화합물은 금속수소화물 복합체, 예를 들면 MgH2, Mg2NiH4, FeTiH2 및 LaNi5H6를 형성한다. 금속수소화물을 형성하기 위해 사용된 금속의 예로는, 바나듐, 마그네슘, 리듐, 알루미늄, 칼슘, 전이 금속, 란탄족, 및 금속간 화합물과 이들의 고용체가 있다.
본 명세서에서 사용되는 "복합 수소 저장 재료"란 용어는, 바인더와 혼합된 활성 재료 입자를 의미하며, 바인더는 활성 재료 입자를 비활성화시켜, 활성 재료 입자 사이에 공간의 상대적 관계를 유지하기에 충분하다. 복합 수소 저장 재료의 예를, 2006년 4월 24일에 출원된 미국 특허 출원 일련 번호 11/379,970에서 찾아볼 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "공간상 상대적 관계"란 용어는, 입자 간 3차원 관계를 의미한다. 본 발명의 내용에서, 입자 간 3차원 관계는 대체로 변경되지 않은 상태로 있을 것이다. 예를 들면, 수소화/탈수소화 사이클 동안 입자 간 거리는 변하지만, 1 사이클 과정 후에는 입자는 다른 입자에 대해 대체로 동일한 위치로 돌아온다. 입자가 움직일 때 다른 입자에 비하여 대체로 동일한 3차원 위치 관계를 유지하면서 이동한다는 점에서, 입자는, 예를 들면 탄성 특성을 가질 가능성이 있다. 재료가 전술한 특성을 충족시키는지 여부를 나타내는 전형적인 기준은, 예를 들면 반복 사이클 당 복합 재료의 부피, 실장 밀도 또는 다공성, 치수(예컨대, 길이)에 따른 정성적 측정이다. 이와 같이, 형성된 복합 재료의 길이가 기준으로써 사용되면, 그 형성된 복합 재료의 길이는 측정된 모 길이의 최소 약 80%에서 최대 약 120% 범위 내에 있을 것이다.
본 명세서에서 사용되는 "활성 재료 입자"이란 용어는, 수소를 저장할 수 있는 재료 입자 또는 수소를 흡장하고 탈착할 수 있는 재료 입자, 예를 들면 금속수소화물 등을 의미한다. 활성 재료는 금속, 금속 합금 또는 수소와 접촉할 때 금속수소화물을 형성할 수 있는 금속 화합물일 수 있다. 예를 들면, 활성 재료는 LaNi5, FeTi, 미슈 금속, MmNi5 등의 금속 혼합물 또는 광석일 수 있으며, 여기서 Mm은 란탄족 혼합물을 가리킨다. 활성 재료 입자는 화학흡착, 물리흡착 또는 이들의 결합에 의해 수소를 흡장한다. 또한, 활성 재료 입자는 실리카, 알루미나, 제올라이트, 그래파이트, 활성 탄소, 나노 구조 탄소, 마이크로 세라믹, 나노 세라믹, 보론-니트라이드 나노튜브, 팔라듐 함유 재료 또는 이들의 조합물로 구성될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "포접 화합물(clathrate)"이란 용어는, 물 분자의 결합으로부터 형성된 결정체를 의미한다. 더 구체적으로, 포접 화합물은 다른 화합물을 포획하거나 수용하기 위해 이용되는 격자형 화합물이며, 둘러싸인 내부 공간을 포함하는 유기 화합물일 수 있다. 포접 화합물은, 결정격자 구조에 의해 형성된 동공 내에 분자를 포함시킴으로써 형성되는데, 즉 다량의 분자를 포함할 수 있다. 포접 화합물의 예로는, 메탄올 포접 화합물, 메탄 포접 화합물 또는 수소 포접 화합물이 있다. 물리적, 화학적 또는 분자간 힘에 의해, 주체분자와 객체분자는 결합될 수 있다. 예를 들면, 주체분자는 요소, 티오요소, 하이드로퀴논(hydroquinone), 디옥시콜산, 트리페닐카르비놀(triphenylcarbinol),퍼하이드로트리페닐렌(perhydrotriphenylene), 18-크라운-6 또는 2,2,2-크립탠드를 포함할 수 있다. 객체분자의 예로는, 메탄올, 메탄 또는 수소가 있다.
본 명세서에서 사용되는 "폴리머"란 용어는, 보통 고분자량을 가지며, 최대 수백만개의 비교적 가볍운 단일 분자인 반복 링크된 유닛으로 이루어진 많은 천연 및 합성 화합물을 나타낸다. 폴리머의 예로는, 폴리프로필렌, Kynar Flex®(비닐리디엔 플루오라이드 헥사플루오로프로필렌 코폴리머), 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리비닐리디엔 플루오라이드(PVDF), 헥사플루오로프로필렌 비닐리디엔 플루오라이드 코폴리머, 가교결합된 코폴리머, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로 알콕시(PFA), 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리 에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리에테르이미드(예, UltemTM) 및 열가소성 폴리머(예, NylonTM)가 있다.
본 명세서에서 사용되는 "형성하는"이란 용어는, 출발 재료로부터 원하는 최종 제품을 생산하는 형상이나 방법을 생성하고, 제작하며, 제공하는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 "접촉하는"이란 용어는, 물리적, 화학적 또는 전기적으로 접촉하는 것을 의미한다. 유체는 인클로저와 접촉하게 되어, 예를 들면 인클로저 내부에서 유체는 물리적으로 힘을 받게 된다.
본 명세서에서, "배출하는"이란 용어는, 물리적 혹은 화학적으로 묶고, 체결하거나 지탱하는 것으로부터 자유로워지는 것을 의미한다. 예를 들면, 유체는 인클로저로부터 물리적으로 배출하게 되거나 금속수소화물로부터 화학적으로 배출될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "흡장하다" 또는 "흡장하는" 또는 "흡장"이란 용어는, 물질을 흡수하거나 흡수하여 유지하는 것을 의미한다. 예를 들면, 수소는 흡장되는 물질이 된다. 예를 들면, 화학흡착 또는 물리흡착 등의 방법에 의해 화학적 또는 물리적으로 물질을 흡장할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 "탈착하다" 또는 "탈착하는" 또는 "탈착"이란 용어 는, 흡수된 물질을 제거한다는 것을 의미한다. 예를 들면, 활성 재료 입자로부터 수소를 제거할 수 있다. 예를 들면, 물리적 또는 화학적으로 수소를 결합할 수 있다.
본 명세서에서, "흡장/탈착 재료"란 용어는, 물질을 흡수하고, 흡수하거나 유지할 수 있으며, 또한 물질을 제거할 수 있도록 하는 재료를 의미한다. 예를 들면, 흡장/탈착 재료는 화학흡착 또는 물리흡착 등의 방법에 의해 화학적 또는 물리적으로 물질을 유지할 수 있다. 그 흡장/탈착 재료의 예로는, 금속 수소화물, 복합 수소 저장 재료, 포접 화합물 등이 있다.
구조적 필러(Structural Filler)
구조적 필러(104)는 충분한 인장 강도를 가진 재료로 구성되므로, 유체 압력을 받을 때, 유체 인클로저(100)의 내부 압력을 견딜 수 있다. 구조적 필러는 고체일 수 있으며, 예를 들면, 금속 또는 플라스틱 격자, 복합 수소 저장 재료, 나노 구조의 탄소 기포, 에어로겔, 제올라이트, 실리카, 알루미나, 그래파이트, 활성 탄소, 마이크로 세라믹, 나노 세라믹, 보론-니트라이드 나노튜브, 보로하이드라이드 파우더, 팔라듐 함유 재료 또는 이들의 조합으로 구성될 수 있다.
구조적 필러(104)는 유체를 흡장/탈착할 수 있는 금속, 예를 들면 금속수소화물 등으로 구성될 수 있다. 이로 인하여, 예를 들면 복합 수소 저장 재료, 나노 구조의 탄소 기포, 에어로겔 또는 제올라이트와 같이, 재료는 충분한 인장 강도와 유체 흡장/탈착 특성을 가질 수 있다. 또한, 유체 인클로저(100)는 구조적 필러(104) 및 별도의 유체 흡장/탈착 재료, 즉 금속수소화물 분말 또는 포접 화합물로 구성될 수 있다. 예를 들면, 구조적 필러(104)는 저장되고 있는 유체에 대해 작동을 하지 않더라도, 유체 인클로저는 별도로 유체 흡장/탈착 재료를 포함할 수 있다. 만일, 구조적 필러가 격자 구조라면, 구조적 필러에는 작은 구멍이 있게 된다. 구조적 필러(104)에서의 구멍에 의해, 유체 흡장/탈착 재료, 예를 들면 금속수소화물 또는 포접 화합물 등을 유지할 수 있다. 메탄 포접 화합물은 고압에서 메탄을 효율적으로 저장하고, 금속 격자 구조의 구조적 필러(104)에 사용될 수 있다.
구조적 필러(104)는 인클로저 외벽(102)과 일치하여 연결되어, 결합(108)을 생성한다. 유체 인클로저 내부의 내부 압력으로 인하여 그 결합력은 증가하기 때문에, 내부 압력이 인클로저 외벽에 대한 인장 하중에 더 부가되는 것보다는 하중을 구조적 필러(104)에 대한 인장 하중으로 직접 전달 수 있다. 유체 인클로저(100)의 내부 압력은 저장된 유체의 양에 따라 영향을 받는다. 또한, 유체 인클로저(100)에 가해지는 응력 크기는, 예를 들면 금속수소화물로부터 흡장/탈착하는 수소 등의 저장 재료로부터 유체를 접촉/해리하는 것과 관련되는 기계적 응력에 따라 영향을 받게 된다.
구조적 필러(104)의 두께는 유체 인클로저(100) 전반에 걸쳐 연속적이고 일정하다. 한편, 구조적 필러(104)는, 예를 들면 불연속적인 두께 또는 밀도를 갖는 포켓이나 부분을 포함할 수도 있다. 그 하나의 경우로 유체 인클로저(100)의 불규칙하게 형성된 부분, 예를 들면 코너부 등은 구조적 지지를 더 많이 필요로 하고, 구조적 필러(104)는 유체 인클로저(100) 내부에서 밀도가 크거나, 이용가능한 공간 중 상당한 부분을 포함할 수 있다.
인클로저 외벽
인클로저 외벽(102)에 가해지는 작은 응력으로 인하여, 인클로저 외벽(102)은 복수의 재료를 포함할 수 있는데, 예를 들면, 폴리머 또는 금속 또는 그 각각의 복수의 층으로 구성될 수 있다. 인클로저 외벽(102)은 폴리프로필렌, (펜실베니아주 필라델피아 소재의 Arkema 사에서 시판 중인)Kynar Flex®(비닐리디엔 플루오라이드 헥사플루오로프로필렌 코폴리머), 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리비닐리디엔 플루오라이드(PVDF), 헥사플루오로프로필렌 비닐리디엔 플루오라이드 코폴리머, 가교결합된 코폴리머, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 퍼플루오로 알콕시(PFA), 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리 에테르 에테르 케톤(PEEK), 폴리에테르이미드(예, UltemTM) 및 열가소성 폴리머(예, NylonTM)일 수 있다. 인클로저 외벽(102)은 알루미늄 등의 금속, 강, 또는 기타 금속, 이들의 합금, 또는 이들의 조합일 수 있다. 인클로저 외벽(102)은 탄소 섬유 기반의 복합물일 수 있다. 예를 들면, 인클로저 외벽(102)은 적어도 구조적 필러(104)의 일부와 동일한 재료로 이루어질 수 있다. 적용하기 전에, 인클로저 외벽(102)은 시트이거나 용액일 수 있다. 인클로저 외벽(102)은 미리 형성되거나 단단할 필요는 없다. 인클로저 외벽(102)은 구조적 필러(104)로부터의 유체 배출에 대한 장벽으로써 역할을 하게 된다.
구조적 필러(104)가 인클로저 외벽(102)과 결합될 수 있기 때문에, 인클로저 외벽(102)에 발생된 응력은 선택된 유체 인클로저의 형상과는 무관하다. 종래의 인클로저 설계에 있어서, 인클로저의 외형은 인클로저 외벽에서의 응력과 내부 압력 사이의 관계를 강하게 나타내고 있다. 만일, 구조적 필러(104)가 인클로저 외벽(102)과 일치하여 연결되는 경우, 구조적 필러(104)의 인장 강도 및 구조적 필러(104)와 인클로저 외벽(102) 간의 결합(108)이 내부 압력보다 크기만 한다면, 유체 인클로저(104)의 외형을 사실상 이용할 수 있다. 인클로저 외벽(102)이 구조적 필러(104)에 일치하여 연결되기 전에, 구조적 필러(104)를 원하는 모양으로 형성할 수 있다.
인클로저 외벽(102)의 벽 두께는 일정하거나 다를 수 있는데, 예를 들면, 피쳐 주변에서의 인클로저 외벽의 두께는 더 두꺼울 수 있고, 평균 두께는 약 5000 미크론(microns) 미만, 약 1500 미크론 미만, 약 500 미크론 미만, 약 300 미크론 미만, 약 100 미크론 미만, 약 50 미크론 미만, 약 10 미크론 미만 또는 약 1 미크론 미만일 수 있다.
도 2는 일부 실시형태에 따른 복합 수소 저장 재료를 이용한 유체 인클로저(200)의 일부의 단면도를 나타내고 있다. 바인더(206)는 활성 입자(204)를 고정시키는데, 이것은 복합 수소 저장 재료를 구성하며, 구조적 필러(104)의 하나의 예이기도 하다. 인클로저 외벽(202)은 인터페이스 영역(208) 내부로 뚫고 들어가서, 구조적 필러와 일치하여 연결된다.
인터페이스 영역
인터페이스 영역(208)은 구조적 필러(104)와 인클로저 외벽(202) 사이의 결합(108)을 포함하며, 두께는 다를 수 있다. 인클로저 외벽(202)은, 균질 또는 거의 균질한 인터페이스 영역을 형성하도록, 구조적 필러(104)와 균일하게 또는 거의 균일하게 결합될 수 있어서, 인클로저 외벽(202)에서 생기는 국부적인 응력 집중을 막을 수 있다. 구조적 필러(104)가 인클로저 외벽(202)에 적용되고, 인클로저 외벽의 면을 침투하여, 인터페이스 영역(208) 내에서 결합(108)을 생성한다. 인터페이스 영역(208)은 구조적 필러(104)보다 더 강해지기 때문에, 유체 인클로저(300)는 구조적 필러(104)로 인한 파손으로 인하여 파손될 수 있지만, 인터페이스 영역(208)에서 생성된 결합(108)에 의해서는 파손되지 않는다. 예를 들면, 인터페이스 영역(208)의 두께는 약 50 미크론 미만, 약 50~100 미크론, 약 100~150 미크론, 약 150~200 미크론일 수 있다.
도 3은 일부 실시형태에 따른 복합 수소 저장 재료를 이용한 유체 인클로저(300)의 일부의 단면도를 나타내고 있다. 바인더(206)는 활성 입자(204)를 고정시키는데, 이것은 복합 수소 저장 재료를 구성하며, 구조적 필러(104)의 하나의 예이기도 하다. 인클로저 외벽(202)은 인터페이스 영역(208) 내부로 뚫고 들어가서, 구조적 필러와 일치하여 연결된다. 그 인클로저 외벽(202) 내부에는 하나 이상의 피쳐(302)가 위치하게 된다.
피쳐
하나 이상의 피쳐(302)는 유체가 유체 인클로저(300) 내외부로 이동할 수 있게 제어하도록 구성되어, 유체를 관측 또는 제어할 수 있거나, 예를 들면 구조적 요소로서 사용될 수 있다. 유체 인클로저(300)와 연료 전지 등의 외부 장치 사이를 소통시키기 위해, 하나 이상의 피쳐(302)를 사용할 수 있다. 피쳐(302)의 예로 는, 밸브, 통풍구, 캡, 피팅, 레귤레이터, 감압장치, 및 유동 요소(예컨대, 유동 제한기) 등이 있다. 예를 들면, 하나 이상의 피쳐(302)의 예로는, Swagelok 사 또는 Beswick Engineering 사에서 시판 중인 유체 소자가 있다. 피쳐가 감압장치일 경우에, 그 피쳐는 압력 활성 감압장치(PRD) 또는 열 활성 감압장치(PRD)일 수 있다. 또한, 그 피쳐는 가용성 트리거, 파열판 또는 다이어프램(diaphragm) 등의 자멸형(self-destructive type) 감압장치(PRD), 또는 스프링 장착 감압밸브(PRV) 등의 재활형(re-sealable type) 감압장치(PRD)일 수 있다. 한편, 인클로저 외벽은 그 내부에 감압 피쳐가 결합되도록 설계될 수 있다.
하나 이상의 피쳐(302)는 구조적 필러, 인클로저 외벽 또는 유체 인클로저 전체의 모양, 위치 또는 조정과 관련된 구조적 피쳐일 수 있다. 외부 요소를 위한 공간을 형성하거나 유체 인클로저와 외부 장치 사이에 더 효율적인 조정을 발생시키도록, 구조적 피쳐를 형성할 수 있다. 구조적 피쳐는, 볼록형 돌출부, 오목형 리세스부, 마운팅(mounings), 플랜지, 피팅, 보스(bosses), 라운딩되어 매끄러워진 코너부, 스래드형 스탠드오프(threaded standoffs), 래칭 또는 록킹 피쳐 등으로 구성된다.
하나 이상의 피쳐(302)는 안전 강화를 위한 형상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 피쳐는 적합한 도구에 의해서만 활성화될 수 있는 소형의 내장형 밸브를 포함할 수 있다. 그 하나의 예로는, 리세스부 내부에 위치한 소형의 피쳐와 같이, 피쳐가 의도하지 않은 활성화를 할 수 없도록 하는 크기의 피쳐일 수 있다. 또한, 하나 이상의 피쳐(302)는 연결용 하드웨어를 포함하고, 이 하드웨어를 통해 외부 장치에 유체 인클로저(300)를 연결할 수 있어서, 유체 인클로저(300)를 연결하고 분리하는 동안, 어떠한 누수도 거의 발생시키지 않는다. 예를 들면, 출원인이 아담스 등이고, 발명의 명칭이 "연결용 밸브를 구비한 연료 카트리지(FUEL CARTRIDGE WITH CONNECTING VELVE)"인 미국 특허 출원 2005/0022883에서 전형적인 연결용 하드웨어를 발견할 수 있다. 이 연결용 하드웨어는 연료 공급장치나 연료 전지 중 하나에 연결될 수 있는 제1 밸브요소, 나머지 하나에 연결될 수 있는 제2 밸브요소를 포함하며, 각각의 밸브요소는 하우징 및 편향되어 미끄러짐가능한 내부 바디를 포함하고, 그 미끄러짐가능한 내부 바디는 밸브요소 각각에서의 내부 실을 형성하기 위해 실링부재와 함께 작동되고, 연결하는 동안에는, 적어도 내부 실이 열리기 전에 제1 밸브요소 및 제2 밸브요소가 요소간 실을 형성하여, 밸브와 같은 연결용 하드웨어를 통해 유체 유동 경로를 생성한다.
도 4는 일부 실시형태에 따른 유체 인클로저(400)의 사시도를 나타내고 있다. 도시되는 유체 인클로저(400)는 주로 프리즘 형태의 요소인 오목형 피쳐(402)와 볼록형 피쳐(406)를 포함한다. 예를 들면, 외부 밸브 또는 압력 레귤레이터를 수용하기 위해, 오목형 피쳐(402)를 이용한다. 예를 들면, 외부 장치가 제공하는 것과 마찬가지로, 유체 인클로저(400)가 이용가능한 공간을 피팅하기 위해, 볼록형 피쳐(406) 및 라운딩된 코너부(404)를 이용할 수 있다. 또한, 볼록형 피쳐(406)는 외부 장치 내외부에 유체 인클로저를 체결, 고정시키거나 단단히 지지하기 위해 사용될 수도 있다. 볼록형 피쳐(406)와 같은 일부 구조적 피쳐를 통하여, 유체 저장 및 유체 인클로저(400)의 효율적인 조정/위치결정의 이중 기능을 가능하게 한다.
유체 인클로저 모양
유체 인클로저(400)는 규칙적인 모양 또는 불규칙한 모양을 가질 수 있다. 규칙적인 모양에는, 예를 들면, 실린더형, 프리즘형, 또는 다면체형(예컨대, 4면체형)을 들 수 있다. 전자 기기 인클로저의 내부 영역에 피팅하는 것과 같이, 한정된 영역 또는 이용가능한 공간 안으로 피팅할 수 있도록 불규칙한 모양을 채택할 수 있다. 또한, 외부 피팅 또는 유체 제어 장치와 같은 피쳐를 수용하도록 불규칙한 모양을 채택할 수 있다. 또한, 예를 들면 불규칙하게 형성된 다면체와 같이, 다른 형태의 요소들도 이용할 수 있다.
유체 인클로저 시스템
도 5는 일부 실시형태에 따른 유체 인클로저 시스템(500)의 사시도를 나타내고 있다. 유체 인클로저 시스템(500)은 외부 장치(502)에 연결된 유체 인클로저(400)를 포함한다. 유체 인클로저(400)가 외부 장치(502)에 의해 형성된 이용가능한 공간으로 피팅할 수 있도록, 유체 인클로저(400)의 볼록형 피쳐(406)와 라운딩된 코너부(404)를 이용할 수 있다. 외부 장치(502)의 예로는, 연료 전지, 열 펌프, 베터리, 압축기 또는 공기 조절 장치를 들 수 있다. 또한, 외부 장치를, 휴대용 전자 기기 등의 전자 기기 또는 전자 기기의 제품에 추가로 연결할 수 있다. 휴대용 전자 기기의 예로는, 휴대 전화, 위성 전화, PDAs(개인 휴대정보 단말기), 랩톱 컴퓨터, 울트라 모바일 PC(UMPC: Ultra Mobile Personal Computer), 컴퓨터 부속기기, 개인용 오디오/비디오 플레이어, 의료 기기, 텔레비젼, 송신기, 수신기, 조명 기기(옥외 조명 또는 손전등 포함), 배터리 충전기, 휴대용 전원, 또는 전자 장난감을 들 수 있다.
오목형 피쳐(402)는, 예를 들면 커넥터, 밸브 또는 레귤레이터와 같은 피쳐(504, 506)를 수용할 수 있고, 또한 연료 전지 파워팩과 관련된 전자/파워 상태를 위한 공간을 제공할 수도 있다.
도 6은 일부 실시형태에 따른 유체 인클로저 제조 방법(600)의 블록 흐름도를 나타내고 있다. 인클로저 외벽(602)은 구조적 필러(606)와 일치하여 연결(604)될 수 있다.
일치하여 연결
다양한 방법으로, 인클로저 외벽(602)은 구조적 필러(606)와 일치하여 연결(604)될 수 있다. 그 방법에는, 분무, 페인팅, 딥코팅, 삽입 성형, 정전기적 증착, 압축 성형, 이송 성형, 사출 성형, 열경화 사출 성형, 진공 성형, 소결, 압출 성형, 인발 성형, 열 성형, 진공 오버몰딩, 분말 코팅, 솔루션 캐스팅 등이 있다. 연결 과정을 두번 반복하거나 다른 연결 과정을 사용함으로써 벽 두께를 증가시켜, 복수의 층을 형성한다. 인클로저 외벽(602)의 복수의 층을 적용할 수 있을 뿐만 아니라, 다른 재료의 하나 이상의 층을 추가할 수도 있다. 예를 들면, 인클로저 외벽이 얇게 형성되면, 유체는 벽을 통하여 느리게 확산한다. 그 느린 확산을 방지하기 위하여 실링층을 적용한다. 실링층의 예로는, 알루미늄, 구리, 금 또는 백금 등의 금속 박막층을 들 수 있다. 예를 들면, 결합 강도를 증가시키기 위해, 인클로저 외벽(602)은 구조적 필러(606), 또는 구조적 필러(606)의 일부와 동일 또는 유사한 재료로 구성될 수 있다. 적용 후에, 층을 가열하거나 소결할 수 있다.
구조적 피쳐에 한정되지 않지만, 이를 포함한 하나 이상의 피쳐는 구조적 필러(606) 내에 형성될 수 있고, 인클로저 외벽과 함께 형성될 수 있으며, 구조적 필러와 인클로저 외벽을 연결하는 동안에도 형성될 수 있다. 전술한 피쳐의 예로는, 피팅, 레귤레이터, 패스너, 마운팅 플랜지, 보스, 밸브, 통풍구, 캡, 유동요소 등이 있다.
유체 인클로저 크기/부피
본 발명의 실시형태를 통하여, 이전에 생각하지 못했던 크기로 유체 인클로저 또는 유체 인클로저 시스템을 제조할 수 있다. 크기가 크면 사용하기 용이하더라도, 유체 인클로저는, 예를 들면 약 10mm 미만의 얇은 것일 수 있다. 예를 들면, 유체 인클로저의 부피는 약 1000㎤ 미만, 약 500㎤ 미만, 약 120㎤ 미만, 약 10㎤ 미만, 약 5㎤ 미만, 약 2㎤ 미만 또는 약 1㎤ 미만일 수 있다. 예를 들면, 외부 장치를 포함한 유체 인클로저 시스템의 부피는 약 1000㎤ 미만, 약 500㎤ 미만, 약 120㎤ 미만, 약 25㎤ 미만, 약 15㎤ 미만, 약 10㎤ 미만 또는 약 5㎤ 미만일 수 있다.
유체 저장
도 7은 일부 실시형태에 따른 유체 저장 방법(700)의 블록 흐름도를 나타내고 있다. 본 발명의 실시형태의 유체 인클로저(702)는 유체와 접촉(704)되어, 유체를 저장한 유체 인클로저(706)를 형성한 후, 원하는 시간 동안 유체를 저장할 수 있다. 유체 인클로저(702)와 접촉(704)한 후에, 유체는 배출될 수 있다. 유체를 배출한 후에는, 유체 인클로저(702)는 유체와 다시 접촉할 수 있다. 유체 인클로저(702)는 복수회 유체와 접촉하고 유체를 배출할 수 있다. 예를 들면, 유체 인클로저는 1회, 약 3회 이상, 약 50회 이상, 약 300회 이상, 약 500회 이상, 약 1,000회 이상 또는 약 10,000회 이상 유체와 접촉하고 유체를 배출할 수 있다.
유체 인클로저 사용
도 8은 일부 실시형태에 따른 유체 인클로저 사용 방법(800)의 블록 흐름도를 나타내고 있다. 유체를 저장한 유체 인클로저(802)는 유체를 배출(804)시킨다. 유체를 저장한 유체 인클로저(802)로부터 유체의 일부 또는 모두를 배출(804)시키는 단계를 통하여, 거의 유체를 포함하지 않은 유체 인클로저(806)를 제공할 수 있다. 유체를 저장한 유체 인클로저(802)가 외부 장치에 연결되어, 예를 들면, 유체의 사용이나 외부 장치의 구동을 위하여, 외부 장치로 유체를 배출(804)시킨다. 외부 장치의 예로는, 연료 전지, 열 펌프 또는 전기분해장치를 들 수 있다. 또한, 유체 인클로저는, 유체 인클로저에 연결된 전기분해장치 등의 외부 장치로부터 유체를 수용하거나 일부 연료 전지로부터 유체(즉, 직접 보로하이드라이드 연료전지로부터의 전기 분해물, 및 직접 메탄올 연료전지, 리폼드(reformed) 메탄올 연료전지, 포름산 연료전지 등의 탄화수소계 연료전지 등으로부터 생성된 CO2)를 배출시킬 수도 있다.
유체를 배출(804)한 후에는, 유체 인클로저(806)는 유체와 다시 접촉하고, 다시 유체를 배출할 수 있다. 유체 인클로저(806)에 대한 유체의 배출과 접촉은 복수회 반복될 수 있다. 예를 들면, 유체 인클로저에 대한 유체의 배출과 접촉은 1회, 약 3회 이상, 약 50회 이상, 약 300회 이상, 약 500회 이상, 약 1,000회 이상 또는 약 10,000회 이상 발생할 수 있다.
본 발명의 실시형태는, 연료 저장소로서, 연료전지 시스템과 같은 휴대용 갈바니 전지 또는 전기화학 전지에서 사용될 수 있는 유체 인클로저에 관하여 기술하고 있다. 다른 실시형태는, 예를 들면, 열 펌프, 수소 압축기 또는 공기 조절 장치와 같은 장치 내에 사용하기 위한 저수장으로써 사용될 수 있는 유체 인클로저에 관하여 기술하고 있다. 전술한 연료전지에 의해 사용할 수 있는 휴대용 전자 제품의 예로는, 휴대 전화, 위성 전화, PDAs(개인 휴대정보 단말기), 랩톱 컴퓨터, 울트라 모바일 PC(UMPC: Ultra Mobile Personal Computer), 컴퓨터 부속기기, 디스플레이, 개인용 오디오/비디오 플레이어, 의료 기기, 텔레비젼, 송신기, 수신기, 조명 기기(옥외 조명 또는 손전등 포함), 배터리 충전기, 휴대용 전원, 또는 배터리가 통상 사용되는 장치를 들 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
이제, 다음의 비한정적인 실험예를 통하여 본 발명을 기술한다.
실험예
실험예 1
미국 특허 출원 일련 번호 11/379,970에 상세히 기술된 바와 같이, 열 소결 및 압력 소결에 의하여, 복합 수소 저장 재료로 이루어진 약 5g/cc 내지 약 6.1g/cc의 밀도의 구조적 필러의 웨이퍼를 제조하였다. 약 5g/cc 내지 약 5.5g/cc의 밀도를 갖는 웨이퍼의 중량은, 바인더로써 Kynar Flex®2851의 중량의 약 6%를 차지했다. 약 5.5g/cc 내지 약 6.1g/cc의 밀도를 갖는 웨이퍼의 중량은, 바인더로써 Kynar Flex®2851의 중량의 약 4%를 차지했다. 그 웨이퍼에는 실질적으로 먼지가 없었으며, 약 50 미크론(㎛ 또는 10-6m)을 초과하는 표면 조도 피쳐도 실질적으로 없었다.
Kynar Flex®인터페이스를 사용하여 요소를 부착시켰다. 그 요소를 인클로저에 연결하기 위하여, 약 40g/L 내지 약 80g/L의 Kynar Flex®2751의 용매용액을 접착제로써 사용하였다. 유체 포트 또는 개구가 2 미크론의 필터와 피팅되었고, 인클로저 내외부로 유체확산을 용이하게 하기 위하여, 웨이퍼(약 7 미크론)에 작은 구멍(약 0.8 미크론)을 내었다.
아세톤에 용해되는 Kynar Flex®2851을, 복수의 층에 코팅할 때 적용하였다. 웨이퍼를 아세톤에 용해되는 약 40g/L의 Kynar Flex®2851 용액에 담금으로써, 제1층을 적용하였고, 그 용액은 웨이퍼의 표면 구멍을 통하여 스며들었다. 아세톤에 용해되는 약 80g/L의 Kynar Flex®2851을 사용하여, 제2층을 도장하고, 적용하는 동안 완전히 건조시켰다. 웨이퍼 상에 총 약 20mg/㎠ 내지 약 30mg/㎠의 코팅처리를 균일하게 하였다. 건조시킨 후, 남은 부분(인클로저 외벽)은 약 100 미크론 내지 150 미크론의 두께로 코팅처리하였고, 약 20분 동안 약 190℃로 유체 인클로저를 소결하였다.
실험예 2
약 5㎝×3㎝×0.5㎝ 부피를 갖는 프리즘형 블록의 복합 수소 저장 재료를 형성하였고, 코너부를 라운딩처리하여 매끄럽게 하였다. 전술한 프리즘형 블록의 적절한 부피에 의해, 2개의 폴리프로필렌 시트를 형성하여, 그 프리즘형 블록의 양측에 배치시켰다. 그리고 나서, 약 150psi(1.03MPa 또는 약 1MPa)의 압력으로 3개의 층 구조를 등방 가압하였고, 약 30분 동안 약 180℃까지 가열하였다. 폴리프로필렌 시트를 냉각한 후, 구조적 필러와 일치하여 결합시켰다. 일치하여 형성된 인클로저 벽에 구멍을 내어, 가스 피팅이 삽입되었고, 접착 재료에 의해 지탱되었다.
실험예 3
예2에서와 같은 유사한 프리즘형 블록의 복합 수소 저장 재료를 형성하였다. 열경화성 엘라스토머 폴리머의 코팅제로써 RTV 실리콘(다우 코닝사)을 적용하였다. 그 코팅제를 적용하였고, 약 120℃로 경화하였다.
37 C.F.R.§1.72(b)를 따르기 위해 제공한 요약서를 통하여, 독자는 기술 공개 문헌의 특성과 요지를 신속히 파악할 수 있다. 본 요약서는 청구항의 목적과 취지를 제한 해석하는데 사용되지 않음을 이해해야 한다.

Claims (84)

  1. 유체 인클로저로서,
    구조적 필러; 및
    상기 구조적 필러와 일치하여 연결되는, 인클로저 외벽
    을 포함하고,
    상기 구조적 필러는, 바인더와 혼합된 활성 재료 입자를 포함하는 복합 수소 저장 재료를 포함하고, 상기 활성 재료 입자는 유체의 흡장 및 탈착이 가능한,
    유체 인클로저.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인클로저 외벽은, 비경질(not rigid)인, 유체 인클로저.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 바인더는 열가소성 바인더인, 유체 인클로저.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 인클로저 외벽은 상기 구조적 필러의 적어도 일부분과 동일한 재료를 포함하는, 유체 인클로저.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 활성 재료 입자는 금속수소화물을 포함하는, 유체 인클로저.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 구조적 필러는, 금속 또는 플라스틱 격자, 나노 구조의 탄소 기포, 에어로겔, 제올라이트, 실리카, 알루미나, 그래파이트, 활성 탄소, 마이크로 세라믹, 나노 세라믹, 보론-니트라이드 나노튜브, 보로하이드라이드 파우더, 팔라듐 함유 재료, 또는 이들의 조합을 포함하는, 유체 인클로저.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 구조적 필러는, 상기 유체 인클로저 전반에 걸쳐 연속적이고 일정한 두께를 가지는, 유체 인클로저.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 구조적 필러는, 내부 유체 압력에 의해 가해진 응력을 지탱하는, 유체 인클로저.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 응력은 인장 응력인, 유체 인클로저.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 인클로저 외벽의 일부가 상기 구조적 필러의 일부 내로 침투하는, 유체 인클로저.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 인클로저 외벽은 복수의 층을 포함하는, 유체 인클로저.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 인클로저 외벽은, 상기 구조적 필러와 일치하여 연결되는 하나 이상의 실링층을 포함하는, 유체 인클로저.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 하나 이상의 실링층은 알루미늄층을 포함하는, 유체 인클로저.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 인클로저 외벽과 상기 구조적 필러는 인터페이스 영역에서 결합하고,
    상기 인터페이스 영역은, 상기 구조적 필러와 상기 인클로저 외벽의 재료 조성이 균질한, 유체 인클로저.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 인클로저 외벽은 폴리머를 포함하는, 유체 인클로저.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 인클로저 외벽은 비닐리디엔 플루오라이드 헥사플루오로프로필렌 코폴리머를 포함하는, 유체 인클로저.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 인클로저 외벽은 상기 구조적 필러의 적어도 일부와 동일한 재료를 포함하는, 유체 인클로저.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 구조적 필러와 접촉하는, 수소 가스를 포함한 유체를 더 포함하는, 유체 인클로저.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 유체 인클로저에 연결된 연료전지를 더 포함하고,
    상기 연료전지는 전자 기기에 연결된, 유체 인클로저.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 유체 인클로저를 제조하는 방법으로서,
    상기 인클로저 외벽을 상기 구조적 필러에 일치하여 연결하는 단계
    를 포함하는,
    유체 인클로저를 제조하는 방법.
  21. 유체를 저장하는 방법으로서,
    유체를 저장한 유체 인클로저를 제공하기에 충분하도록, 제1항에 따른 유체 인클로저를 유체와 접촉시키는 단계; 및
    상기 제1항에 따른 유체 인클로저를 유체와 접촉시키는 단계 후에, 상기 유체 인클로저로부터 상기 유체를 배출시키는 단계
    를 포함하는, 유체를 저장하는 방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 유체 인클로저로부터 유체를 배출시키는 단계 후에, 300회 이상 상기 유체를 접촉시키고 배출시키는 단계를 더 포함하는, 유체를 저장하는 방법.
  23. 제21항에 있어서,
    상기 유체 인클로저로부터 유체를 배출시키는 단계 후에, 1000회 이상 상기 유체를 접촉시키고 배출시키는 단계를 더 포함하는, 유체를 저장하는 방법.
  24. 제21항에 있어서,
    상기 유체 인클로저로부터 유체를 배출시키는 단계 후에, 10000회 이상 상기 유체를 접촉시키고 배출시키는 단계를 더 포함하는, 유체를 저장하는 방법.
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