WO2007144045A1 - Fuel storage device for a motor vehicle that can be operated by hydrogen - Google Patents

Fuel storage device for a motor vehicle that can be operated by hydrogen Download PDF

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WO2007144045A1
WO2007144045A1 PCT/EP2007/003887 EP2007003887W WO2007144045A1 WO 2007144045 A1 WO2007144045 A1 WO 2007144045A1 EP 2007003887 W EP2007003887 W EP 2007003887W WO 2007144045 A1 WO2007144045 A1 WO 2007144045A1
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Thomas Friedrich
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Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a fuel storage device for a hydrogen-operable motor vehicle according to the preamble of the first claim.
  • hydrogen can be stored in motor vehicles, for their operation, also in compressed gas storage or in Hydridspeichem.
  • hydride storage is a so-called sorption hydride, including all solid or liquid, flowable or pumpable, hydrides are to be understood that cyclically charged with hydrogen with heat removal (absorption) and discharged by hydrogen under heat (desorption).
  • metal hydrides for example MgH 2, TiFe
  • complex hydrides for example alanates
  • This applied to a so-called Sorptionshydrid Uber for example in a vehicle, means in the case of operation of this hydrogen storage that it is discharged during the ferry operation, for example, by supplying waste heat from the engine and so supplied with the desorbed hydrogen, for example, the internal combustion engine of a vehicle.
  • the desorbed hydrogen for example, the internal combustion engine of a vehicle.
  • the externally for example, as compressed gas, supplied hydrogen while cooling the Sorptionshydrid Itemss in this absorbed.
  • solid sorption hydride in finely pulverized form is used in a sorption hydride storage and placed in a pressure-resistant storage container equipped with connections for H2 supply and removal and with a heat exchanger.
  • a sorption-hydride storage design or activity serving to supply a hydrogen-powered internal combustion engine differs therefrom mainly in the different available vehicle-side waste heat temperature levels and the discharge pressure requirements, each of which has a significant influence on the selection of the appropriate sorption hydride materials.
  • a storage device for hydrogen which consists of a first pressure-resistant vessel containing a under heat supply or - removal hydrogen de or absorbent substance, in particular to form a hydride, wherein the substance for filling the storage device by heat dissipation and hydrogen supply, is in heat transfer contact with a first heat exchanger and over a first hydrogen tube leading out of the first pressure-resistant vessel is supplied with hydrogen and caused to release hydrogen via the same hydrogen conduit by heat supply by means of the first heat exchanger, the supply and discharge lead out of the first pressure-resistant vessel, characterized in that at least one second pressure-resistant Container, which is in heat-transferring contact with the first pressure-resistant vessel or with its contents, is provided, which contains a heat ent or removal of hydrogen de-absorbent or absorbent material, the second pressure-resistant vessel leading out of this second Has hydrogen line and a second heat exchanger, which is flowed through by the same heat transfer medium as the first heat exchanger and wherein the first and the second heat exchanger are connected together so that the heat
  • a heating or cooling heat transfer medium first heats or cools the sorption hydride disposed in the innermost pressure-resistant vessel, ie the substance de- or absorbing hydrogen under heat supply or removal, and that the heat transfer medium only subsequently - With a time delay - the arranged in the next outer pressure-resistant vessel sorption hydride heats or cools.
  • a time delay is achieved that the desorption or the absorption of hydrogen from or into the sorption of the individual pressure-resistant vessels also takes place with a time delay.
  • the second pressure-resistant vessel is within the first pressure-resistant vessel.
  • Such nested pressure-resistant vessels provide a simple and inexpensive to manufacture embodiment of the invention Sorptionshydrid Itemss.
  • the second pressure-resistant vessel with the first pressure-resistant vessel may also have a proportionately common vessel wall.
  • Such arrangements also allow the implementation of external sorbent hydride reservoir designs that are distinct from typical cylindrical shapes.
  • a quasi Freiformrich in the design of a sorption hydride storage can be achieved.
  • further pressure-resistant vessels may be provided which correspond in their function as a storage device for hydrogen to the second pressure-resistant vessel and with respect to the flow of the heat transfer medium through the heat exchangers, together and with the second pressure-resistant vessel, cascade-like or parallel connected.
  • the hydrogen lines of all pressure-resistant vessels must open into a manifold having at one end at least one refueling controlling device, in particular a shut-off valve for refueling, and the other end is guided to a consumer, being located between the points of confluence of the hydrogen lines in the Manifold each a shut-off device, in particular a check valve is located, which allows a flow of hydrogen exclusively in the consumer direction.
  • An advantageous embodiment of the storage device for hydrogen is characterized in that the hydrogen lines of all pressure-resistant vessels open one after the other in such a sequence in the manifold at which the Wassserstofftechnisch the pressure-resistant vessel whose heat exchanger is first flowed through by the heat transfer medium, closest to the consumer in the Manifold opens and the Wassserstofftechnisch the pressure-resistant vessel whose heat exchanger last is traversed by the heat transfer medium, remotely estest opens to the consumer in the manifold.
  • a further advantageous embodiment of the invention is characterized in that a further connection device for hydrogen refueling, in particular a quick coupling, is introduced into the collecting line.
  • a further preferred embodiment of the invention is characterized in that the inlet and outlet for the heat transfer medium of the heat exchanger, in particular outside the first pressure-resistant vessel, each at least with a switching device, in particular a switchable multiway valve, are provided, whereby supply or removal of heat transfer medium can be done from different sources or in different sinks.
  • each different media can be used for heat transfer.
  • a gaseous medium e.g. to operate the exhaust gas of an internal combustion engine or during the absorption phase with a liquid medium, e.g. a station provided and disposed of cooling water flow.
  • a storage device for hydrogen characterized in that the casing of the heat exchanger, in particular at the lowest point of its course in operating position, has a downwardly pointing siphon, the complete emptying of the heat exchanger by gravity or by printing with a gaseous medium, in particular with filling station available compressed air possible.
  • This is to ensure that at the end of a refueling phase carried out with water cooling (absorption phase), the water can be pushed out before switching the heat exchanger valves in the inlet or in the return largely and thus before starting the driving operation (desorption with exhaust gas flow in the heat exchanger) the heat exchanger largely has left.
  • a small residual amount of water may possibly be released as vapor during the ferry operation via the exhaust system.
  • a further preferred embodiment of the invention provides that on the heat exchangers heat transfer medium side and / or fabric side means for enlarging the heat exchange for exchange surface, in particular ribs are arranged.
  • the substance which absorbs or absorbs hydrogen under heat supply or removal is a substance which is solid, in particular pulverized, or a liquid hydride, under all or under at least one operating condition.
  • a liquid - meaning: free-flowing and / or pumpable - Hydrides as Sorptionshydrid can be compared to the use of powdered sorbent significantly increase the volumetric storage density of hydrogen in Sorptionshydrid Grande and significantly improve the heat transfer from WT in the sorption.
  • the desorption temperature is below heat supply or removal de- hydrogen or absorbent material at normal pressure at about 100 0 C of that enables Sorptionshydrid advantageously, the use of large amounts of waste heat streams contained in the exhaust gas or cooling water of an internal combustion engine.
  • the Sorptionshydrid Stllonne serve in individual Pressure-resistant vessels different operating requirements (eg run-up of Sorptionshydrid Itemss by means of start reactor, fast construction of high flow rates in the heat-favored hydride of the innermost pressure-resistant vessel, high storage capacity in the hydride of the outermost pressure-resistant vessel).
  • Sorptionshydrid serve in individual Pressure-resistant vessels different operating requirements (eg run-up of Sorptionshydrid Tipss by means of start reactor, fast construction of high flow rates in the heat-favored hydride of the innermost pressure-resistant vessel, high storage capacity in the hydride of the outermost pressure-resistant vessel).
  • the storage device for hydrogen is characterized in that at least the first pressure-resistant vessel is provided on its inside and / or its outside with a heat insulation. Due to the isolation of the outermost pressure-resistant vessel, a time extension of the operational readiness of the sorption hydride storage is achieved.
  • a sorption hydride reservoir is ready for use when its sorption hydride is heated to desorption temperature. The thermal insulation retards the cooling of the sorption hydride reservoir during a stoppage of operation, thus prolonging its ability to be put back into operation without time delay, which would be caused by reheating sorption hydride.
  • At least one pressure-resistant vessel may be provided on its inside with a heat insulation, which is elastically reversible deformable changing their physical component volume that their component volume is at least a part as at least proportional expansion volume for the substance during the absorption process.
  • a further preferred embodiment of the storage device for hydrogen is characterized in that at least one innermost pressure-resistant vessel contains another, hydrogen-absorbing or absorbing substance-containing, pressure-resistant vessel, the heat with the hydrogen or absorbent material of the innermost pressure-resistant vessel transmitting heat is in contact and which is connected via a pipe to the interior of a pressure-resistant vessel located further outside or with a pressure-resistant vessel containing at least a portion of hydrogen, in particular with an external buffer, wherein at least one shut-off device, in particular a shut-off valve and / or in the pipeline or a pressure relief valve is arranged.
  • the static pressure in the innermost pressure-resistant vessel can be identical to the static temperature of the hydrogen bond in the hydrides, both for the heating function of the start reactor and for the accelerated conveying function of the innermost one pressure-resistant vessel during a commissioning phase are at least partially realized.
  • the storage device for hydrogen is characterized in that at least one innermost pressure-resistant vessel contains a, in particular electrical or hydrogen-powered, heating device within the hydrogen de or absorbent material in the innermost pressure-resistant Vessel is arranged and is in thermal contact with the substance, wherein the heating device is controlled by a switching device, which releases the operation of the heater or interrupts.
  • At least one of the pressure-resistant vessels has at least one temperature sensor and / or pressure sensor and that at least one of the measured variables recorded with these sensors can be detected at least during portions of Absorptions sunnysphase on a data line gas station side and / or that at least a sensor is connected to a device which operates at least one sensor and / or processes at least the signals of a sensor, in particular to a control device.
  • the storage device for hydrogen has a data line which has a plug connection and / or a transmitting and / or receiving option at its one end and which has at least one connection to a control device at its other end
  • this data line can, during operation of the sorption hydride storage, For example, via wireless interface to the gas station information, for example, to the gas station side determined refueling amount, be transferred to a sorption hydride storage-side information system or can be carried out, for example, the electronic payment of the hydrogen fueled.
  • the Sorptionshydrid Uber has facilities that are required for its regulation and characterized in that the hydrogen line at least one of the pressure-resistant vessels or, from the junction in the manifold, this in the consumer direction, a static pressure of the flow rate at least temporarily reducing means, in particular a Has pressure regulator, and that at least the heat exchanger of this pressure-resistant vessel has a at least temporarily carrying heat-carrying medium inlet line, wherein in this feed line a mass flow of the medium at least temporarily limiting means, in particular a switchable and / or controllable valve is arranged, and wherein at least in a connected pressure-resistant vessel in all operating states of the storage device, a volume filled only with hydrogen gas is present.
  • a further advantageous embodiment of the storage device for hydrogen is characterized in that it has at least one pressure sensor and at least one electrical and / or optical signal processing device, in particular a control unit, said device processing means at least signals of the pressure sensor and / or signals of a consumer , in particular an internal combustion engine, receives.
  • the engine needs covering hydrogen delivery from the Sorptionshydrid Grande reachable.
  • it is possible to make a systematically or artificially present in the Sorptionshydrid Uber available gas volume as a buffer.
  • the single figure shows a schematic representation of a basic arrangement of a storage device for hydrogen, a so-called Sorptionshydrid Itemss.
  • a hydrogen storage device consists of a first pressure-resistant vessel 1, which contains a substance 2 which de-hydrates or absorbs hydrogen, the substance 2 for filling the storage device by heat removal and hydrogen supply, in heat-transferring contact is located with a first heat exchanger 3 and via a first pressure-resistant vessel 1 out leading first hydrogen line 5 is supplied with hydrogen.
  • the substance 2 is caused by heat supply by means of the first heat exchanger 3, lead out its supply and discharge 8 9 from the first pressure-resistant vessel 1.
  • a second pressure-resistant vessel 4 which is located within the first pressure-resistant vessel 1 and thus is in heat-transferring contact with the contents of the first pressure-resistant vessel 1, is provided, which also de- hydrates or absorbs hydrogen under heat supply or removal Substance 2 ' contains, wherein the second pressure-resistant vessel 4 a second this out leading hydrogen line 6 and a second heat exchanger 7 has. This is traversed by the same heat transfer medium as the first heat exchanger 3 and the first and second heat exchangers 3, 7 are interconnected so that the heat transfer medium flows through first the second and then the first heat exchanger.
  • each of the pressure-resistant vessels 1, 4 another under all or under at least one operating condition solid, especially pulverized, or a liquid hydride forming substance (2, 2 '), are located.
  • solid, especially pulverized, or a liquid hydride forming substance (2, 2 ') are located in each of the pressure-resistant vessels 1, 4 another under all or under at least one operating condition.
  • its desorption temperature at atmospheric pressure is above 100 ° C.
  • Each hydrogen-deorbing or absorbing substance (2, 2 ') may also differ in its other operating characteristics and / or in its material properties.
  • the storage device for hydrogen, or called due to their operation also Sorptionshydrid Items may also be at least temporarily firmly connected to at least one other, not shown, component, at least temporarily, via its outer pressure-resistant vessel 1, said component can at least temporarily carry a mechanical load within a structure.
  • the sorption hydride storage is thus mechanically integrated and the connection between pressure-resistant vessel 1 and component unites both at least temporarily to a mechanical load such as an undivided (structural) component together bearing element.
  • the sorption hydride reservoir can be integrated as a (co-) supporting structural element, for example in a motor vehicle. This can be used both for receiving normal operating loads, and in particular for absorbing crash loads or for absorbing deformation energy to be absorbed in the event of a crash.
  • the hydrogen lines 5, 6 of all pressure-resistant vessels 1, 4 open into a manifold 10 having at one end of a fueling device controlling ((CG) H2) and the other end to a not shown internal combustion engine as a consumer (H2 (ICE) ) is guided, wherein between the points of confluence of the hydrogen lines 5, 6 in the manifold 10, a check valve 11 is located, which allows a flow of hydrogen exclusively in the consumer direction.
  • the hydrogen lines 5, 6 open all pressure-resistant vessels 1, 4 successively in such a sequence in the manifold 10 that the Wassserstoff effet 6 of the flameproof vessel 4, the heat exchanger 7 is first flowed through by the heat transfer medium, closest to the consumer in the manifold 10th opens and the Wassserstoff effet 5 of the pressure-resistant vessel 1, the heat exchanger 3 is last flows through the heat transfer medium remotely opens to the consumer in the manifold 10 opens.
  • the cables and other installations e.g. Shut-off valves for the supply of hydrogen during refueling in the absorption mode are pressure-resistant, ie sufficiently thick-walled, sufficiently thermally insulated and designed for operation with cryogenic hydrogen. This ensures that the Sorptionshydrid Uber can be fueled both with printed hydrogen (CGH2) and / or with cryogenic, liquid hydrogen (LH2). This reduces the refueling time or the effort required for refueling for heat removal.
  • CGH2 printed hydrogen
  • LH2 cryogenic, liquid hydrogen
  • the inlet and outlet 9 for the heat transfer medium of the heat exchangers 3, 7 are provided outside the first pressure-resistant vessel 1 in each case at least with a switching device 20, 21, whereby supply or removal of heat transfer medium from different sources or in different Lowering can take place, for example, heating with exhaust gas of the consumer and cooling with gas station side coolant.
  • the use of water as a heat transfer medium considerable enthalpy of vaporization of the liquid heat transfer medium can be used to increase the cooling capacity of the heat exchanger 3, 7, if the effective tube geometry by large inside pipe cross-sections and the mechanical strength by large pipe wall thickness and shock-resistant brackets during operation with a liquid heat transfer medium, the complete or partial evaporation of this medium within the heat exchanger 3, 7 allows.
  • the heat exchangers 3, 7 are suitable for both gaseous media, e.g. Air or combustion gases, as well as for liquid media e.g. Oil, water, water / glycol mixture designed and thus integrated into different operating environments.
  • the first pressure-resistant vessel 1 is provided on its outside with a heat insulation 22.
  • the innermost pressure-resistant vessel 4 contains another, hydrogen de or absorbent substance (2 ") containing pressure-resistant vessel 23, the hydrogen de or absorbent material (2 ') of the innermost pressure-resistant vessel 4 heat transferring in contact and which is connected via a pipe 24 to the interior of a pressure-resistant vessel located further outside or with a pressure-resistant vessel containing at least temporarily further hydrogen, in particular with an external buffer 25, wherein in the pipeline 24 at least one shut-off device 26, in particular a shut-off valve and / or a pressure relief valve, is arranged.
  • the further pressure-resistant vessel 23 belonging filling hydrogen de or absorbent substance (2 ") with the innermost pressure-resistant vessel 4 belonging filling hydrogen de or absorbent material (2 ') material mixed and together in the innermost pressure-resistant vessel be arranged.
  • the first pressure-resistant vessel 1 has a temperature sensor 30 and / or pressure sensor 31 has and that at least one of the measured variables recorded with these sensors 30, 31 can be detected at the filling station at least during portions of Absorptions sunnysphase on a data line 32 and / or that at least one sensor 30th , 31 to a at least one sensor 30, 31 operating and / or at least the signals of a sensor 30, 31 processing device, in particular to a control unit 33, is connected.
  • the data line 32 has at its one end a plug connection COM and / or a transmission and / or reception possibility and at its other end at least one connection to the control device 33.
  • the hydrogen pipe 5, 6 has at least one of the pressure-resistant vessels 1, 4 or, from the confluence with the manifold 10, in the consumer direction, a static pressure of the flow rate at least temporarily reducing means, in particular a pressure regulator, and the heat exchanger 3, 7 one of these pressure-resistant vessels 1, 4 a at least temporarily carrying heat-carrying medium inlet line 8, wherein in this feed line 8 a mass flow of the heat transfer medium at least temporarily limiting means, in particular a switchable and / or controllable valve 40, is arranged and wherein at least in one connected pressure-resistant vessel in all operating states of the storage device is filled with only filled with hydrogen gas volume.
  • the storage device for hydrogen additionally has a pressure sensor and at least one electrical and / or optical signal processing device, in particular the control device 33, wherein these signals processing device receives at least signals of the pressure sensor and / or signals of the consumer, in particular an internal combustion engine.

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Abstract

The invention relates to a fuel storage device for a motor vehicle that can be operated by hydrogen. A storage device for hydrogen comprises a first pressure-resistant container that contains a substance that desorbs or absorbs hydrogen with heat supply or heat evacuation, in particular with the formation of a hydride, the substance for filling the storage device by heat evacuation and heat supply being in heat-transferring contact with a first heat exchanger. For hydrogen intake, the substance is acted on with hydrogen via a first hydrogen line leading out of the first pressure-resistant container, and is caused to discharge hydrogen via the same hydrogen line through heat supply by means of the first heat exchanger. The supply and discharge line of the first heat exchanger leads out of the first pressure-resistant container. The invention is characterized in that at least one second pressure-resistant container, which is in heat-transferring contact with the first pressure-resistant container or with the contents thereof, is provided, which contains a substance that desorbs or absorbs hydrogen with heat supply or heat evacuation, the second pressure-resistant container having a second hydrogen line leading out of it, and a second heat exchanger that is flowed through by the same heat transfer medium as the first heat exchanger, and the first and the second heat exchanger being interconnected such that the heat transfer medium flows first through the second and then through the first heat exchanger.

Description

Kraftstoffspeichereinrichtung für ein mit Wasserstoff betreibbares KraftfahrzeugFuel storage device for a motor vehicle operated with hydrogen
Die Erfindung betrifft eine Kraftstoffspeichereinrichtung für ein mit Wasserstoff betreibbares Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs.The invention relates to a fuel storage device for a hydrogen-operable motor vehicle according to the preamble of the first claim.
Es ist bereits bekannt, Kraftfahrzeuge mit Wasserstoff anzutreiben und diesen Treibstoff zum Beispiel als kondensiertes Gas in einem Behälter im Kraftfahrzeug zu speichern. Zu dieser verflüssigten Speicherung sind spezielle druckfeste Behälter notwendig, die aufgrund der tiefen Speichertemperaturen eine sehr gute Isolation besitzen sollten. Dabei ist bekannt, zur Vermeidung von Wärmeeintrag aus der Umgebung, doppelwandige, vakuumisolierte Behälter zu verwenden.It is already known to drive motor vehicles with hydrogen and to store this fuel, for example as condensed gas in a container in the motor vehicle. For this liquefied storage special pressure-resistant containers are necessary, which should have a very good insulation due to the low storage temperatures. It is known to use to avoid heat input from the environment, double-walled, vacuum-insulated container.
Des weiteren kann Wasserstoff in Kraftfahrzeugen, zu deren Betrieb, auch in Druckgasspeichern oder in Hydridspeichem bevorratet werden. In Hydridspeichern befindet sich ein so genanntes Sorptionshydrid, darunter sind alle festen oder flüssigen, auch fließ- oder pumpfähige, Hydride zu verstehen, die sich zyklisch mit Wasserstoff unter Wärmeabfuhr beladen (Absorption) und von Wasserstoff unter Wärmezufuhr entladen (Desorption) lassen. Dies sind insbesondere Metallhydride (z.B. MgH2, TiFe) oder komplexe Hydride (z.B. Alanate) sowie alle weiteren Hydrid bildenden Stoffe, die sich in der beschriebenen Weise betreiben lassen.Furthermore, hydrogen can be stored in motor vehicles, for their operation, also in compressed gas storage or in Hydridspeichem. In hydride storage is a so-called sorption hydride, including all solid or liquid, flowable or pumpable, hydrides are to be understood that cyclically charged with hydrogen with heat removal (absorption) and discharged by hydrogen under heat (desorption). These are in particular metal hydrides (for example MgH 2, TiFe) or complex hydrides (for example alanates) as well as all other hydride-forming substances which can be operated in the manner described.
Dies auf einen so genannten Sorptionshydridspeicher, zum Beispiel in einem Fahrzeug, angewendet, heißt im Betriebsfall dieses Wasserstoffspeichers, dass dieser während des Fährbetriebs zum Beispiel durch Zufuhr von Motorabwärme entladen wird und mit dem so desorbierten Wasserstoff zum Beispiel den Verbrennungsmotor eines Fahrzeugs versorgt. Während des im Fahrzeugbetrieb zyklisch wiederkehrenden Betankens des Sorptions- hydridspeichers mit Wasserstoff wird der dann von extern, zum Beispiel als Druckgas, zugeführte Wasserstoff unter Kühlung des Sorptionshydridspeichers in diesem absorbiert.This applied to a so-called Sorptionshydridspeicher, for example in a vehicle, means in the case of operation of this hydrogen storage that it is discharged during the ferry operation, for example, by supplying waste heat from the engine and so supplied with the desorbed hydrogen, for example, the internal combustion engine of a vehicle. During refueling of the sorption hydride storage with hydrogen is then the externally, for example, as compressed gas, supplied hydrogen while cooling the Sorptionshydridspeichers in this absorbed.
Nach dem Stand der Technik wird in einem Sorptionshydridspeicher festes Sorptionshydrid in fein pulverisierter Form verwendet und in einem druckfesten Speicherbehälter, der mit Anschlüssen für H2-Zufuhr und -Abfuhr und mit einem Wärmetauscher ausgerüstet ist, angeordnet.According to the prior art, solid sorption hydride in finely pulverized form is used in a sorption hydride storage and placed in a pressure-resistant storage container equipped with connections for H2 supply and removal and with a heat exchanger.
Sorptionshydridspeicher-Anwendungen unter Nutzung von flüssigen Sorptionshydriden sind nicht bekannt.Sorption hydride storage applications utilizing liquid sorption hydrides are not known.
Dabei wird in einigen Veröffentlichungen auch von Sorptionshydridspeichern berichtet, die aus fertigungstechnischen Gründen aus mehreren baugleichen Speicherbehältern bestehen, die summarisch eine benötigte Wasserstoffmenge speichern.It is also reported in some publications of Sorptionshydridspeichern that consist of manufacturing reasons from several identical storage containers, which store summarily a required amount of hydrogen.
Zum aktuellen Stand der Technik zu zählende, bekannte Aktivitäten zur automotiven Speicherung von Wasserstoff in Sorptionshydridspeichern zielen auf die Versorgung von Brennstoffzellen ab. Eine Sorptionshydridspeicher-Auslegung oder -Aktivität, die zur Versorgung eines mit Wasserstoff betriebenen Verbrennungsmotors dient, unterscheidet sich davon vor allem durch die unterschiedlichen zur Verfügung stehenden fahrzeugseitigen Abwärme-Temperaturniveaus und den Förderdruckbedarf, die jeweils wesentlichen Einfluss auf die Auswahl der geeigneten Sorptionshydridmaterialien haben.Known activities for the automotive storage of hydrogen in sorption hydride reservoirs to be counted on the current state of the art aim at the supply of fuel cells. A sorption-hydride storage design or activity serving to supply a hydrogen-powered internal combustion engine differs therefrom mainly in the different available vehicle-side waste heat temperature levels and the discharge pressure requirements, each of which has a significant influence on the selection of the appropriate sorption hydride materials.
Die DE 38 31 303 A1 zeigt einen Reaktor zur Wasserstoffadsorption bei einer Legierung, mit der Aufgabe eines verbesserten Wärmeaustauschs, damit genügend Wasserstoff schnell abgegeben werden kann. Die Beladung eines automotiven Sorptionshydridspeichers, seine Betankung, soll in nur wenigen Minuten, zum Beispiel in 3 min bis 5 min, erfolgen können. Dies erfordert die Gestaltung eines sehr wirksamen Wärmetauschers, über den ein gegenüber dem Desorptionswärmestrom des Fahrbetriebs vielfach größerer Absorptionswärmestrom aus dem Sorptionshydridspeicher abgeführt wird. Die nach dem Stand der Technik mit Sorptionshydridspeichern erzielbaren Betankungszeiten sind entweder für einen automotiven Betrieb deutlich zu lang, oder es werden zu ihrer Verkürzung seitens einer (CG)H2-Tankstelle sehr hohe Fülldrucke erforderlich, die die technologisch grenzwertige Auslegung des Sorptionshydridspeicher als Hochdruck-CGH2-Speichersystem erfordern.DE 38 31 303 A1 shows a reactor for hydrogen adsorption in an alloy, with the object of improved heat exchange, so that enough hydrogen can be released quickly. The loading of an automotive Sorptionshydridspeichers, his refueling, should be in just a few minutes, for example in 3 min to 5 min, can be done. This requires the design of a very effective heat exchanger, over which a relation to the Desorptionswärmestrom the driving mode much larger absorption heat flow is dissipated from the Sorptionshydridspeicher. The refueling times achievable with sorption hydride reservoirs according to the prior art are either significantly too long either for an automotive operation or very high inflation pressures are required for their shortening by a (CG) H2 petrol station, which is the technologically borderline design of the sorption hydride reservoir as high-pressure CGH2 Storage system require.
Nach dem Stand der Technik ist nicht bekannt, welche Anforderung an die instationäre Förderdynamik eines Sorptionshydridspeichers umsetzbar ist. Für eine automobile Anwendung jedenfalls ist eine hochdynamische Förderung sicherzustellen, die typischerweise einen Sprung im Fördermassenstrom um den Faktor 100 in wenigen Zehntelsekunden ermöglicht, zum Beispiel um genügend Wasserstoff unter genügendem Druck für einen Kickdown von Motorleerlauf auf Motorvolllast bereitzustellen.According to the prior art, it is not known which requirement for the transient delivery dynamics of a sorption hydride storage can be implemented. At any rate, for an automotive application, it is necessary to ensure a highly dynamic delivery which typically allows a jump in mass flow by a factor of 100 in a few tenths of a second, for example to provide enough hydrogen under sufficient pressure to kick-start engine idling to full engine load.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, noch bessere Abhilfemaßnahmen für die genannten Nachteile bekannter Wasserstoffadsorptionsspeicher aufzuzeigen. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.Object of the present invention is to show even better remedial measures for the aforementioned disadvantages of known hydrogen adsorption. Advantageous embodiments and further developments are content of the dependent claims.
Nach der Erfindung ist eine Speichereinrichtung für Wasserstoff, die aus einem ersten druckfesten Gefäß besteht, das einen unter Wärmezu- bzw. - abfuhr Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoff enthält, insbesondere unter Bildung eines Hydrids, wobei der Stoff zum Befüllen der Speichereinrichtung durch Wärmeabfuhr und Wasserstoffzufuhr, sich in Wärme übertragendem Kontakt mit einem ersten Wärmetauscher befindet und über eine aus dem ersten druckfesten Gefäß heraus führende erste Wasserstoffleitung mit Wasserstoff beaufschlagt wird und zur Wasserstoffabgabe über die selbe Wasserstoffleitung durch Wärmezufuhr mittels des ersten Wärmetauschers veranlasst wird, dessen Zu- und Ableitung aus dem ersten druckfesten Gefäß herausführen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweites druckfestes Gefäß, das in Wärme übertragendem Kontakt mit dem ersten druckfesten Gefäß oder mit dessen Inhalt steht, vorgesehen ist, das einen unter Wärmezu- bzw. -abfuhr Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoff enthält, wobei das zweite druckfeste Gefäß eine zweite aus diesem heraus führende Wasserstoffleitung und einen zweiten Wärmetauscher besitzt, der vom selben Wärmeträgermedium durchströmt wird wie der erste Wärmetauscher und wobei der erste und der zweite Wärmetauscher so zusammengeschaltet sind, dass das Wärmeträgermedium zuerst den zweiten und dann den ersten Wärmetauscher durchströmt.According to the invention, a storage device for hydrogen, which consists of a first pressure-resistant vessel containing a under heat supply or - removal hydrogen de or absorbent substance, in particular to form a hydride, wherein the substance for filling the storage device by heat dissipation and hydrogen supply, is in heat transfer contact with a first heat exchanger and over a first hydrogen tube leading out of the first pressure-resistant vessel is supplied with hydrogen and caused to release hydrogen via the same hydrogen conduit by heat supply by means of the first heat exchanger, the supply and discharge lead out of the first pressure-resistant vessel, characterized in that at least one second pressure-resistant Container, which is in heat-transferring contact with the first pressure-resistant vessel or with its contents, is provided, which contains a heat ent or removal of hydrogen de-absorbent or absorbent material, the second pressure-resistant vessel leading out of this second Has hydrogen line and a second heat exchanger, which is flowed through by the same heat transfer medium as the first heat exchanger and wherein the first and the second heat exchanger are connected together so that the heat transfer medium flows through first the second and then the first heat exchanger.
Durch diese Anordnung wird erreicht, dass ein heizendes bzw. kühlendes Wärmeträgermedium zuerst das im innersten druckfesten Gefäß angeordnete Sorptionshydrid, also den unter Wärmezu- bzw. -abfuhr Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoff, heizt bzw. kühlt, und dass das Wärmeträgermedium erst anschließend - mit einem zeitlichen Verzug - das im nächst äußeren druckfesten Gefäß angeordnete Sorptionshydrid heizt bzw. kühlt. Durch diesen zeitlichen Verzug wird erreicht, dass die Desorption bzw. die Absorption von Wasserstoff aus den bzw. in die Sorptionshydride der einzelnen druckfesten Gefäße ebenfalls zeitversetzt erfolgt. Damit wird ein Sorptionshydridspeicher bereitgestellt, der eine höhere Förderdynamik besitzt.By means of this arrangement it is achieved that a heating or cooling heat transfer medium first heats or cools the sorption hydride disposed in the innermost pressure-resistant vessel, ie the substance de- or absorbing hydrogen under heat supply or removal, and that the heat transfer medium only subsequently - With a time delay - the arranged in the next outer pressure-resistant vessel sorption hydride heats or cools. By this time delay is achieved that the desorption or the absorption of hydrogen from or into the sorption of the individual pressure-resistant vessels also takes place with a time delay. Thus, a Sorptionshydridspeicher is provided which has a higher delivery dynamics.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Erfindung befindet sich das zweite druckfeste Gefäß innerhalb des ersten druckfesten Gefäßes. Solche ineinander angeordneten druckfesten Gefäße stellen eine einfache und preiswert herzustellende Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sorptionshydridspeichers dar.In a preferred embodiment of the invention, the second pressure-resistant vessel is within the first pressure-resistant vessel. Such nested pressure-resistant vessels provide a simple and inexpensive to manufacture embodiment of the invention Sorptionshydridspeichers.
Alternativ dazu kann das zweite druckfeste Gefäß mit dem ersten druckfesten Gefäß auch eine anteilig gemeinsame Gefäßwand besitzen. Durch solche Anordnungen können auch äußere Gestaltungsformen eines Sorptionshydridspeichers umgesetzt werden, die von typischen zylindrischen Formen verschieden sind. Damit ist eine Quasi-Freiformfähigkeit bei der Gestaltung eines Sorptionshydridspeichers erreichbar.Alternatively, the second pressure-resistant vessel with the first pressure-resistant vessel may also have a proportionately common vessel wall. Such arrangements also allow the implementation of external sorbent hydride reservoir designs that are distinct from typical cylindrical shapes. Thus, a quasi Freiformfähigkeit in the design of a sorption hydride storage can be achieved.
Weiterhin können dann weitere druckfeste Gefäße vorgesehen sein, die in ihrer Funktion als Speichereinrichtung für Wasserstoff dem zweiten druckfesten Gefäß entsprechen und die bezüglich des Durchflusses des Wärmeträgermediums durch die Wärmetauscher, miteinander und mit dem zweiten druckfesten Gefäß, kaskadenartig oder parallel zusammengeschaltet sind. Dazu müssen die Wasserstoffleitungen aller druckfesten Gefäße in eine Sammelleitung münden, die an ihrem einen Ende mindestens eine die Betankung steuernde Einrichtung, insbesondere ein Absperrventil zur Betankung, aufweist und deren anderes Ende zu einem Verbraucher geführt ist, wobei sich zwischen den Einmündungsstellen der Wasserstoffleitungen in der Sammelleitung jeweils eine Absperreinrichtung, insbesondere ein Rückschlagventil, befindet, die eine Wasserstoffströmung ausschließlich in Verbraucherrichtung ermöglicht.Furthermore, then further pressure-resistant vessels may be provided which correspond in their function as a storage device for hydrogen to the second pressure-resistant vessel and with respect to the flow of the heat transfer medium through the heat exchangers, together and with the second pressure-resistant vessel, cascade-like or parallel connected. For this purpose, the hydrogen lines of all pressure-resistant vessels must open into a manifold having at one end at least one refueling controlling device, in particular a shut-off valve for refueling, and the other end is guided to a consumer, being located between the points of confluence of the hydrogen lines in the Manifold each a shut-off device, in particular a check valve is located, which allows a flow of hydrogen exclusively in the consumer direction.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Speichereinrichtung für Wasserstoff zeichnet sich dadurch aus, dass die Wasserstoffleitungen aller druckfesten Gefäße nacheinander in einer solchen Reihenfolge in die Sammelleitung münden, bei der die Wassserstoffleitung des druckfesten Gefäßes, dessen Wärmetauscher zuerst vom Wärmeträgermedium durchströmt wird, nächst liegend zum Verbraucher in die Sammelleitung einmündet und die Wassserstoffleitung des druckfesten Gefäßes, dessen Wärmetauscher zuletzt vom Wärmeträgermedium durchströmt wird, entferntest liegend zum Verbraucher in die Sammelleitung einmündet.An advantageous embodiment of the storage device for hydrogen is characterized in that the hydrogen lines of all pressure-resistant vessels open one after the other in such a sequence in the manifold at which the Wassserstoffleitung the pressure-resistant vessel whose heat exchanger is first flowed through by the heat transfer medium, closest to the consumer in the Manifold opens and the Wassserstoffleitung the pressure-resistant vessel whose heat exchanger last is traversed by the heat transfer medium, remotely estest opens to the consumer in the manifold.
Durch diese Anordnung wird sichergestellt, dass während des zeitversetzten Heizens bzw. Kühlens der Sorptionshydride in den jeweils innersten druckfesten Gefäßen der in diesen gespeicherte Wasserstoff vorrangig entnommen bzw. das jeweils innerste druckfeste Gefäß vorrangig mit Wasserstoff beladen wird, und zwar ohne dass dabei aus einem inneren druckfesten Gefäß heraus geförderter Wasserstoff in ein weiter außen liegendes druckfestes Gefäß einströmen kann (zulässige Ventil-Leckagen ausgenommen). Daher ist mit einer solchen Anordnung sowohl eine beschleunigte Herstellung der Förderbetriebsbereitschaft des Sorptionshydridspeichers, als auch eine nur teilweise Betankung des Sorptions- hydridspeichers (z.B. nur inneres druckfestes Gefäß) ermöglicht.By this arrangement it is ensured that during the staggered heating or cooling of the sorption in the respective innermost pressure-resistant vessels of the hydrogen stored in these priority removed or the innermost pressure-resistant vessel is primarily loaded with hydrogen, without causing an inner pressure-resistant vessel can flow out of the pumped hydrogen into a pressure-resistant vessel that is located further out (admissible valve leakage excluded). Thus, with such an arrangement, both accelerated production of the sorption hydride storage readiness for delivery and only partial refueling of the sorption hydride storage (e.g., only internal pressure-resistant vessel) are enabled.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in die Sammelleitung eine weitere Anschlusseinrichtung zur Wasserstoffbetankung, insbesondere eine Schnellkupplung, eingebracht ist.A further advantageous embodiment of the invention is characterized in that a further connection device for hydrogen refueling, in particular a quick coupling, is introduced into the collecting line.
Mit einer solchen Anordnung ist es möglich, wenigstens ein druckfestes Gefäß des Sorptionshydridspeichers auch ohne dass ein vollständiges Betankungssystem durch eine Wasserstoff-Tankstelle mit einer Betankungs- kupplung für gasförmigen bedruckten (CGH2) oder flüssigen (LH2) mit gegebenenfalls einem Kühlwasserkreislaufanschluss verfügbar ist, im Rahmen einer Service-Notbetankung, zum Beispiel aus einer vom Servicefahrzeug mitgeführten Wasserstoff-Gasdruckflasche mit Wasserstoff zu befüllen. Die dabei freigesetzte Absorptionswärme geht dann ohne Nutzung eines Wärme abführenden Systems überwiegend durch Wärmeleitung und durch freie Konvektion in die Umgebung über. Eine weitere bevorzugte Ausführung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Zu- und Ableitung für das Wärmeträgermedium der Wärmetauscher, insbesondere außerhalb des ersten druckfesten Gefäßes, jeweils mindestens mit einer Umschaltvorrichtung, insbesondere einem schaltbaren Mehrwegeventil, versehen sind, wodurch Zufuhr bzw. Abfuhr von Wärmeträgermedium aus verschiedenen Quellen bzw. in verschiedene Senken erfolgen kann.With such an arrangement, it is possible to provide at least one pressure-resistant vessel of the sorption hydride storage even without a complete refueling system through a hydrogen refueling station having a refueling coupling for gaseous printed (CGH2) or liquid (LH2) with optionally a cooling water circuit connection a service emergency fueling, for example, to fill from a carried by the service vehicle hydrogen gas pressure cylinder with hydrogen. The released heat of absorption then passes without the use of a heat dissipating system predominantly by heat conduction and by free convection into the environment. A further preferred embodiment of the invention is characterized in that the inlet and outlet for the heat transfer medium of the heat exchanger, in particular outside the first pressure-resistant vessel, each at least with a switching device, in particular a switchable multiway valve, are provided, whereby supply or removal of heat transfer medium can be done from different sources or in different sinks.
Durch diese Anordnung wird erreicht, dass während der Desorptionsphase bzw. während der Adsorptionsphase des Sorptionshydridspeichers jeweils verschiedene Medien zum Wärmetransport verwendet werden können. Insbesondere ist es möglich, den Sorptionshydridspeicher während des Desorptionsbetriebes mit einem gasförmigen Medium z.B. dem Abgas eines Verbrennungsmotors zu betreiben bzw. während des Absorptionsphase mit einem flüssigen Medium z.B. einem tankstellenseitig bereitgestellten und entsorgten Kühlwasserstrom.By this arrangement it is achieved that during the desorption phase or during the adsorption phase of the Sorptionshydridspeichers each different media can be used for heat transfer. In particular, it is possible to use the sorption hydride storage during the desorption operation with a gaseous medium, e.g. to operate the exhaust gas of an internal combustion engine or during the absorption phase with a liquid medium, e.g. a station provided and disposed of cooling water flow.
Weiterhin ist vorteilhaft, wenn eine Speichereinrichtung für Wasserstoff, dadurch gekennzeichnet ist, dass die Verrohrung der Wärmetauscher, insbesondere an der tiefsten Stelle ihres Rohrverlaufs in Betriebslage, einen nach unten weisenden Siphon aufweist, der eine vollständige Entleerung der Wärmetauscher durch Schwerkraft oder durch Bedrucken mit einem gasförmigen Medium, insbesondere mit tankstellenseitig bereitstehender Druckluft, ermöglicht. Dadurch soll erreicht werden, dass sich zum Ende einer mit Wasserkühlung durchgeführten Betankungsphase (Absorptionsphase) das Wasser vor Umschaltung der Wärmetauscher-Ventile im Zulauf bzw. im Rücklauf weitgehend ausschieben lässt und somit vor Aufnahme des Fahrbetriebs (Desorptionsphase mit Abgasstrom im Wärmetauscher) den Wärmetauscher weitgehend verlassen hat. Eine demgegenüber kleine Restmenge an Wasser kann ggf. während des Fährbetriebs über das Abgassystem als Dampf schadlos abgeben werden. Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass an den Wärmetauschern wärmeträgermediumsseitig und/oder stoffseitig Einrichtungen zur Vergrößerung der für den Wärmetransport wirksamen Austauscherfläche, insbesondere Rippen, angeordnet sind. Durch diese Gestaltung soll der Wärmedurchgang durch den Wärmetauscher insbesondere in die Schüttung eines pulverförmigen Sorptionshydrids verbessert werden.Furthermore, it is advantageous if a storage device for hydrogen, characterized in that the casing of the heat exchanger, in particular at the lowest point of its course in operating position, has a downwardly pointing siphon, the complete emptying of the heat exchanger by gravity or by printing with a gaseous medium, in particular with filling station available compressed air possible. This is to ensure that at the end of a refueling phase carried out with water cooling (absorption phase), the water can be pushed out before switching the heat exchanger valves in the inlet or in the return largely and thus before starting the driving operation (desorption with exhaust gas flow in the heat exchanger) the heat exchanger largely has left. On the other hand, a small residual amount of water may possibly be released as vapor during the ferry operation via the exhaust system. A further preferred embodiment of the invention provides that on the heat exchangers heat transfer medium side and / or fabric side means for enlarging the heat exchange for exchange surface, in particular ribs are arranged. By this design, the heat transfer through the heat exchanger, in particular in the bed of a powdered sorption to be improved.
Bei weiteren vorteilhaften Ausführungen der Erfindung ist der unter Wär- mezu- bzw. -abfuhr Wasserstoff de- bzw. absorbierende Stoff ein unter allen oder unter mindestens einer Betriebsbedingung fester, insbesondere pulverisierter, oder ein flüssiger Hydrid bildender Stoff. Durch die Verwendung eines flüssigen - meint: fließfähigen und/oder pumpfähigen - Hydrides als Sorptionshydrid lässt sich gegenüber der Verwendung von pulverförmigen Sorptionshydrid die volumetrische Speicherdichte für Wasserstoff im Sorptionshydridspeicher deutlich erhöhen und der Wärmeübergang vom WT in das Sorptionshydrid erheblich verbessern.In further advantageous embodiments of the invention, the substance which absorbs or absorbs hydrogen under heat supply or removal is a substance which is solid, in particular pulverized, or a liquid hydride, under all or under at least one operating condition. The use of a liquid - meaning: free-flowing and / or pumpable - Hydrides as Sorptionshydrid can be compared to the use of powdered sorbent significantly increase the volumetric storage density of hydrogen in Sorptionshydridspeicher and significantly improve the heat transfer from WT in the sorption.
Wenn die Desorptionstemperatur des unter Wärmezu- bzw. -abfuhr Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoffes bei Normaldruck bei über 1000C liegt, ermöglicht das Sorptionshydrid vorteilhafterweise die Nutzung von großen Anteilen der im Abgas oder im Kühlwasser eines Verbrennungsmotors enthaltenen Abwärmeströme.If the desorption temperature is below heat supply or removal de- hydrogen or absorbent material at normal pressure at about 100 0 C of that enables Sorptionshydrid advantageously, the use of large amounts of waste heat streams contained in the exhaust gas or cooling water of an internal combustion engine.
Wenn sich in wenigstens einem der druckfesten Gefäße ein unter Wärmezu- bzw. -abfuhr Wasserstoff de- bzw. absorbierender Stoff befindet, der gegenüber dem Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoff in mindestens einem der anderen druckfesten Gefäße von einer anderen Art ist und/oder eine andere Betriebscharakteristik besitzt und/oder sich in seinen Materialeigenschaften unterscheidet, dienen die Sorptionshydridfüllungen in einzelnen druckfesten Gefäßen unterschiedlichen Betriebsanforderungen (z.B. Run-Up des Sorptionshydridspeichers mittels Startreaktor, schneller Aufbau hoher Förderraten im wärmebegünstigten Hydrid des innersten druckfesten Gefäßes, hohe Speicherkapazität im Hydrid des äußersten druckfesten Gefäßes). Daher sind für eine betriebsgünstige Auslegung des Sorptionshydridspeichers im Allgemeinen in diesem verschiede Hydride zu verwenden.If in at least one of the pressure-resistant vessels, a substance which absorbs or removes hydrogen under heat is present, which is of a different type than the hydrogen-deorbing or absorbing substance in at least one of the other pressure-resistant vessels and / or has a different operating characteristics and / or differs in its material properties, the Sorptionshydridfüllungen serve in individual Pressure-resistant vessels different operating requirements (eg run-up of Sorptionshydridspeichers by means of start reactor, fast construction of high flow rates in the heat-favored hydride of the innermost pressure-resistant vessel, high storage capacity in the hydride of the outermost pressure-resistant vessel). Thus, for a convenient design of the sorbent hydride reservoir, it is generally useful to use various hydrides in it.
Bei weiteren vorteilhaften Ausführungen der Erfindung ist die Speichereinrichtung für Wasserstoff dadurch gekennzeichnet, dass mindestens das erste druckfeste Gefäß an seiner Innenseite und/oder seiner Außenseite mit einer Wärmeisolation versehen ist. Durch die Isolation des äußersten druckfesten Gefäßes wird eine zeitliche Verlängerung der Betriebsbereitschaft des Sorptionshydridspeichers erreicht. Ein Sorptionshydridspeicher ist dann betriebsbereit, wenn sein Sorptionshydrid auf Desorptionstemperatur erwärmt ist. Die thermische Isolation verzögert die Abkühlung des Sorptionshydridspeichers während einer Betriebsunterbrechung und verlängert so dessen Fähigkeit ohne zeitlichen Verzug, der durch ein erneutes Erwärmen von Sorptionshydrid entstünde, wieder in Betrieb genommen zu werden.In further advantageous embodiments of the invention, the storage device for hydrogen is characterized in that at least the first pressure-resistant vessel is provided on its inside and / or its outside with a heat insulation. Due to the isolation of the outermost pressure-resistant vessel, a time extension of the operational readiness of the sorption hydride storage is achieved. A sorption hydride reservoir is ready for use when its sorption hydride is heated to desorption temperature. The thermal insulation retards the cooling of the sorption hydride reservoir during a stoppage of operation, thus prolonging its ability to be put back into operation without time delay, which would be caused by reheating sorption hydride.
Dazu kann auch mindestens ein druckfestes Gefäß an seiner Innenseite mit einer Wärmeisolation versehen sein, wobei diese unter Änderung ihres körperlichen Bauteilvolumens elastisch reversibel so verformbar ist, dass deren Bauteilvolumen wenigstens zu einem Teil als wenigstens anteiliges Expansionsvolumen für den Stoff während des Absorptionsvorgangs dient. Durch diese im Allgemeinen nur partielle Integration von Isolation und des bei einer Auslegung eines druckfesten Gefäßes volumetrisch vorzuhaltenden Expansionsvolumens besteht die Möglichkeit, die volumetrische Speicherdichte für Wasserstoff des Sorptionshydridspeichers zu vergrößern. Eine weitere bevorzugte Ausführung der Speichereinrichtung für Wasserstoff ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein innerstes druckfestes Gefäß ein weiteres, Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoff beinhaltendes, druckfestes Gefäß enthält, das mit dem Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoff des innersten druckfesten Gefäßes Wärme übertragend in Kontakt steht und das über eine Rohrleitung mit dem Innenraum eines weiter außen liegenden druckfesten Gefäßes oder mit einem zumindest zeitweise weiteren Wasserstoff enthaltenden druckfesten Gefäß, insbesondere mit einem externen Zwischenspeicher, verbunden ist, wobei in der Rohrleitung mindestens eine Absperreinrichtung, insbesondere ein Absperrventil und/oder ein Überdruckventil, angeordnet ist.For this purpose, at least one pressure-resistant vessel may be provided on its inside with a heat insulation, which is elastically reversible deformable changing their physical component volume that their component volume is at least a part as at least proportional expansion volume for the substance during the absorption process. As a result of this generally only partial integration of insulation and the volume of expansion to be volumetrically provided when designing a pressure-resistant vessel, it is possible to increase the volumetric hydrogen storage density of the sorption hydride reservoir. A further preferred embodiment of the storage device for hydrogen is characterized in that at least one innermost pressure-resistant vessel contains another, hydrogen-absorbing or absorbing substance-containing, pressure-resistant vessel, the heat with the hydrogen or absorbent material of the innermost pressure-resistant vessel transmitting heat is in contact and which is connected via a pipe to the interior of a pressure-resistant vessel located further outside or with a pressure-resistant vessel containing at least a portion of hydrogen, in particular with an external buffer, wherein at least one shut-off device, in particular a shut-off valve and / or in the pipeline or a pressure relief valve is arranged.
Mittels eines solchen Startreaktors wird erreicht, dass wenigstens die Sorptionshydridfüllung des innersten druckfesten Gefäßes eines nicht betriebsbereiten Sorptionshydridspeichers, der dadurch gekennzeichnet ist, dass seine gesamte Sorptionshydridfüllung die Umgebungstemperatur näherungsweise aufweist, mit nur geringem Zeitverzug bei der Inbetriebnahme eines Sorptionshydridspeichers eine zum Desorbieren ausreichende Temperatur erreicht. Dies geschieht durch Öffnen der Absperreinrichtung in der Rohrleitung des Startreaktors, wodurch das im Startreaktor angeordnete Sorptionshydrid mit Wasserstoff beschickt wird, der unmittelbar von diesem unter Abgabe von Wärme absorbiert wird, die in das Hydrid des innersten druckfesten Gefäßes ausweicht. Die schnelle Erwärmung der Sorptionshydridfüllung des innersten druckfesten Gefäßes wird anschließend durch die Begünstigung des Wärmeeintrags in diese Füllung durch den Wärmetauscher auch bereits unter Förderung von Wasserstoff weiter unterstützt.By means of such a starting reactor it is achieved that at least the Sorptionshydridfüllung the innermost pressure-resistant vessel of a non-operational Sorptionshydridspeichers, which is characterized in that its total Sorptionshydridfüllung the ambient temperature approximately reaches a sufficient temperature for desorbing with only a slight delay in the commissioning of a Sorptionshydridspeichers. This is done by opening the shut-off device in the tube of the start reactor, whereby the sorption hydride arranged in the starting reactor is charged with hydrogen, which is absorbed directly by the latter with the release of heat which escapes into the hydride of the innermost pressure-resistant vessel. The rapid heating of the Sorptionshydridfüllung the innermost pressure-resistant vessel is then supported by the promotion of the heat input into this filling by the heat exchanger already under promotion of hydrogen on.
Wenn dann die zum weiteren druckfesten Gefäß gehörende Füllung Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoffes mit der zum innersten druckfesten Gefäß gehörenden Füllung Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoffes stofflich durchmischt und gemeinsam im innersten druckfesten Gefäß angeordnet ist, kann infolge jeweils unterschiedlicher Materialeigenschaften der einzelnen Hydride auch bei für alle Mischungsbestandteile zu jeder Zeit identischem statischen Gasdruck im innersten Druckfesten Gefäß allein aufgrund der jeweils spezifischen Temperaturabhängigkeit der Wasserstoffbindung in den Hydriden sowohl die Heizfunktion des Startreaktors als auch die beschleunigte Förderfunktion des innersten druckfesten Gefäßes während einer Inbetriebnahmephase zumindest teilweise realisiert werden.If then the belonging to the further pressure-resistant vessel filling hydrogen de or absorbent material with the filling of the innermost pressure-resistant vessel hydrogen de or absorbent material mixed material and together in the innermost pressure-resistant As a result of the respective different material properties of the individual hydrides, the static pressure in the innermost pressure-resistant vessel can be identical to the static temperature of the hydrogen bond in the hydrides, both for the heating function of the start reactor and for the accelerated conveying function of the innermost one pressure-resistant vessel during a commissioning phase are at least partially realized.
Mit einer Heizung wird die schnelle Inbetriebnahme des Sorptionshydridspeichers ermöglicht, wenn die Speichereinrichtung für Wasserstoff dadurch gekennzeichnet ist, dass wenigstens ein innerstes druckfestes Gefäß eine, insbesondere elektrische oder Wasserstoff betriebene, Heizeinrichtung enthält, die innerhalb des Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoffes im innersten druckfesten Gefäß angeordnet ist und in thermischem Kontakt zum Stoff steht, wobei die Heizeinrichtung von einer Schalteinrichtung gesteuert wird, die den Betrieb der Heizeinrichtung freigibt oder unterbricht.With a heater, the rapid startup of the Sorptionshydridspeichers is made possible if the storage device for hydrogen is characterized in that at least one innermost pressure-resistant vessel contains a, in particular electrical or hydrogen-powered, heating device within the hydrogen de or absorbent material in the innermost pressure-resistant Vessel is arranged and is in thermal contact with the substance, wherein the heating device is controlled by a switching device, which releases the operation of the heater or interrupts.
Weitere vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sehen vor, dass wenigstens eines der druckfesten Gefäße wenigstens einen Temperatursensor und/oder Drucksensor besitzt und dass wenigstens eine der mit diesen Sensoren aufgenommenen Messgrößen wenigstens während Anteilen der Absorptionsbetriebsphase an einer Datenleitung tankstellenseitig erfasst werden kann und/oder, dass wenigstens ein Sensor an eine wenigstens einen Sensor betreibende und/oder wenigstens die Signale eines Sensors verarbeitende Einrichtung, insbesondere an ein Steuergerät, angeschlossen ist. Durch diese Einrichtung wird die Überwachung des Betankungsvorgangs und die Aktivierung von Sicherheitsabschaltungen z.B. bei zu hoher Temperatur oder zu hohen Druck im Sorptionshydridspeicher ermöglicht. Wenn die Speichereinrichtung für Wasserstoff eine Datenleitung besitzt, die an ihrem einen Ende einen Steckanschluss und/oder eine Sende- und/oder Empfangsmöglichkeit aufweist und die an ihrem anderen Ende wenigstens einen Anschluss zu einer Steuereinrichtung aufweist, können durch diese Datenleitung im Betrieb des Sorptionshydridspeichers, z.B. auch über drahtloses Interface zur Tankstelle Informationen, z.B. zur tankstellenseitig ermittelten Betankungsmenge, in ein Sorptionshydridspeicher-seitiges Informationssystem übertragen werden oder kann z.B. die elektronische Bezahlung des getankten Wasserstoffs durchgeführt werden.Further advantageous embodiments of the invention provide that at least one of the pressure-resistant vessels has at least one temperature sensor and / or pressure sensor and that at least one of the measured variables recorded with these sensors can be detected at least during portions of Absorptionsbetriebsphase on a data line gas station side and / or that at least a sensor is connected to a device which operates at least one sensor and / or processes at least the signals of a sensor, in particular to a control device. By this means, the monitoring of the refueling operation and the activation of safety shutdowns eg at too high a temperature or too high pressure in the sorption hydride storage is made possible. If the storage device for hydrogen has a data line which has a plug connection and / or a transmitting and / or receiving option at its one end and which has at least one connection to a control device at its other end, this data line can, during operation of the sorption hydride storage, For example, via wireless interface to the gas station information, for example, to the gas station side determined refueling amount, be transferred to a sorption hydride storage-side information system or can be carried out, for example, the electronic payment of the hydrogen fueled.
Vorteilhafterweise besitzt der Sorptionshydridspeicher Einrichtungen, die für seine Regelung erforderlich und dadurch gekennzeichnet sind, dass die Wasserstoffleitung wenigstens eines der druckfesten Gefäße oder, ab deren Einmündung in die Sammelleitung, diese in Verbraucherrichtung, eine den statischen Druck des Fördermassenstroms zumindest zeitweise reduzierende Einrichtung, insbesondere einen Druckregler besitzt, und dass mindestens der Wärmetauscher dieses druckfesten Gefäßes eine mindestens zeitweise von Wärme tragendem Medium durchströmte Zulaufleitung besitzt, wobei in dieser Zulaufleitung eine den Massenstrom des Mediums zumindest zeitweise begrenzende Einrichtung, insbesondere ein schaltbares und/oder regelbares Ventil, angeordnet ist und wobei mindestens in einem angeschlossenen druckfesten Gefäß in allen Betriebszuständen der Speichereinrichtung ein nur mit Wasserstoffgas ausgefülltes Volumen vorhanden ist.Advantageously, the Sorptionshydridspeicher has facilities that are required for its regulation and characterized in that the hydrogen line at least one of the pressure-resistant vessels or, from the junction in the manifold, this in the consumer direction, a static pressure of the flow rate at least temporarily reducing means, in particular a Has pressure regulator, and that at least the heat exchanger of this pressure-resistant vessel has a at least temporarily carrying heat-carrying medium inlet line, wherein in this feed line a mass flow of the medium at least temporarily limiting means, in particular a switchable and / or controllable valve is arranged, and wherein at least in a connected pressure-resistant vessel in all operating states of the storage device, a volume filled only with hydrogen gas is present.
Eine weitere vorteilhafte Ausführung der Speichereinrichtung für Wasserstoff ist dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens einen Drucksensor und wenigstens eine elektrische und/oder optische Signale verarbeitende Einrichtung, insbesondere ein Steuergerät, besitzt, wobei diese Signale verarbeitende Einrichtung wenigstens Signale des Drucksensors und/oder Signale eines Verbrauchers, insbesondere eines Verbrennungsmotors, empfängt. Mit einer solchen Ausstattung ist eine wechselnde, den Motorbedarf deckende Wasserstoffförderung aus dem Sorptionshydridspeicher erreichbar. Weiterhin ist es möglich, ein im Sorptionshydridspeicher systematisch oder künstliche vorhandenes Gasvolumen als Zwischenspeicher nutzbar zu machen. Damit ist eine erwünschte, geregelte Betriebsweise des Sorptionshydridspeichers zur Separation der hochdynamischen Adaption an schnelle Änderungen im Förderratenbedarf des Motors einerseits und andererseits der demgegenüber deutlich langsamer anpassbaren Förderrate von desorbiertem Wasserstoff aus dem Sorptionshydrid umsetzbar.A further advantageous embodiment of the storage device for hydrogen is characterized in that it has at least one pressure sensor and at least one electrical and / or optical signal processing device, in particular a control unit, said device processing means at least signals of the pressure sensor and / or signals of a consumer , in particular an internal combustion engine, receives. With such equipment is a changing, the engine needs covering hydrogen delivery from the Sorptionshydridspeicher reachable. Furthermore, it is possible to make a systematically or artificially present in the Sorptionshydridspeicher available gas volume as a buffer. Thus, a desired, controlled operation of the sorption hydride storage for separating the highly dynamic adaptation to rapid changes in the delivery rate of the engine on the one hand and on the other hand, the contrast significantly slower adaptable delivery rate of desorbed hydrogen from the sorption hydride can be implemented.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert. Die einzige Figur zeigt in schematischer Darstellung eine grundsätzliche Anordnung einer Speichereinrichtung für Wasserstoff, eines so genannten Sorptionshydridspeichers.In the following the invention will be further explained with reference to a preferred embodiment. The single figure shows a schematic representation of a basic arrangement of a storage device for hydrogen, a so-called Sorptionshydridspeichers.
Eine Speichereinrichtung für Wasserstoff, besteht aus einem ersten druckfesten Gefäß 1 , das einen unter Wärmezu- bzw. -abfuhr Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoff 2 enthält, wobei der Stoff 2 zum Befüllen der Speichereinrichtung durch Wärmeabfuhr und Wasserstoffzufuhr, sich in Wärme übertragendem Kontakt mit einem ersten Wärmetauscher 3 befindet und über eine aus dem ersten druckfesten Gefäß 1 heraus führende erste Wasserstoff leitung 5 mit Wasserstoff beaufschlagt wird. Zur Wasserstoffabgabe, über die selbe Wasserstoff leitung 5, wird der Stoff 2 durch Wärmezufuhr mittels des ersten Wärmetauschers 3 veranlasst, dessen Zu- 8 und Ableitung 9 aus dem ersten druckfesten Gefäß 1 herausführen. Ein zweites druckfestes Gefäß 4, das sich innerhalb des ersten druckfesten Gefäßes 1 befindet und somit in Wärme übertragendem Kontakt mit dem Inhalt des ersten druckfesten Gefäßes 1 steht, ist vorgesehen, das ebenfalls einen unter Wärmezu- bzw. -abfuhr Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoff 2' enthält, wobei das zweite druckfeste Gefäß 4 eine zweite aus diesem heraus führende Wasserstoff leitung 6 und einen zweiten Wärmetauscher 7 besitzt. Dieser wird vom selben Wärmeträgermedium durchströmt wie der erste Wärmetauscher 3 und der erste und der zweite Wärmetauscher 3, 7 sind so zusammengeschaltet, dass das Wärmeträgermedium zuerst den zweiten und dann den ersten Wärmetauscher durchströmt.A hydrogen storage device consists of a first pressure-resistant vessel 1, which contains a substance 2 which de-hydrates or absorbs hydrogen, the substance 2 for filling the storage device by heat removal and hydrogen supply, in heat-transferring contact is located with a first heat exchanger 3 and via a first pressure-resistant vessel 1 out leading first hydrogen line 5 is supplied with hydrogen. For the release of hydrogen, via the same hydrogen line 5, the substance 2 is caused by heat supply by means of the first heat exchanger 3, lead out its supply and discharge 8 9 from the first pressure-resistant vessel 1. A second pressure-resistant vessel 4, which is located within the first pressure-resistant vessel 1 and thus is in heat-transferring contact with the contents of the first pressure-resistant vessel 1, is provided, which also de- hydrates or absorbs hydrogen under heat supply or removal Substance 2 ' contains, wherein the second pressure-resistant vessel 4 a second this out leading hydrogen line 6 and a second heat exchanger 7 has. This is traversed by the same heat transfer medium as the first heat exchanger 3 and the first and second heat exchangers 3, 7 are interconnected so that the heat transfer medium flows through first the second and then the first heat exchanger.
Dabei kann sich in jedem der druckfesten Gefäße 1 , 4 ein anderer unter allen oder unter mindestens einer Betriebsbedingung fester, insbesondere pulverisierter, oder ein flüssiger Hydrid bildender Stoff (2, 2'), befinden. Günstigerweise liegt dessen Desorptionstemperatur bei Normaldruck bei über 1000C. Jeder Wasserstoff de- bzw. absorbierende Stoff (2, 2') kann sich auch durch eine andere Betriebscharakteristik und/oder in seinen Materialeigenschaften unterscheiden.In this case, in each of the pressure-resistant vessels 1, 4 another under all or under at least one operating condition solid, especially pulverized, or a liquid hydride forming substance (2, 2 '), are located. Conveniently, its desorption temperature at atmospheric pressure is above 100 ° C. Each hydrogen-deorbing or absorbing substance (2, 2 ') may also differ in its other operating characteristics and / or in its material properties.
Die Speichereinrichtung für Wasserstoff, oder aufgrund ihrer Funktionsweise auch Sorptionshydridspeicher genannt, kann auch über ihr äußeres druckfestes Gefäß 1 mit wenigstens einem weiteren, nicht gezeichneten, Bauelement zumindest zeitweise fest verbunden sein, wobei dieses Bauelement zumindest zeitweise eine mechanische Last innerhalb eines Aufbaus tragen kann. Der Sorptionshydridspeicher ist damit mechanisch integriert und die Verbindung zwischen druckfestem Gefäß 1 und Bauelement vereint beide zumindest zeitweise zu einem eine mechanische Last wie ein in sich ungeteiltes (Struktur-) Bauelement gemeinsam tragenden Element.The storage device for hydrogen, or called due to their operation also Sorptionshydridspeicher, may also be at least temporarily firmly connected to at least one other, not shown, component, at least temporarily, via its outer pressure-resistant vessel 1, said component can at least temporarily carry a mechanical load within a structure. The sorption hydride storage is thus mechanically integrated and the connection between pressure-resistant vessel 1 and component unites both at least temporarily to a mechanical load such as an undivided (structural) component together bearing element.
Durch diese Anordnung lässt sich der Sorptionshydridspeicher als (mit-) tragendes Strukturelement, zum Beispiel in ein Kraftfahrzeug, integrieren. Dies kann sowohl für die Aufnahme üblicher Betriebslasten Anwendung finden, als auch insbesondere zur Aufnahme von Crash-Lasten bzw. zur Absorption von in Crashfall aufzunehmender Verformungsenergie. Die Wasserstoffleitungen 5, 6 aller druckfesten Gefäße 1 , 4 münden in eine Sammelleitung 10, die an ihrem einen Ende eine die Betankung steuernde Einrichtung ((CG)H2) aufweist und deren anderes Ende zu einer nicht gezeichneten Brennkraftmaschine als Verbraucher (H2 (ICE)) geführt ist, wobei sich zwischen den Einmündungsstellen der Wasserstoffleitungen 5, 6 in der Sammelleitung 10 ein Rückschlagventil 11 befindet, das eine Wasserstoffströmung ausschließlich in Verbraucherrichtung ermöglicht.By means of this arrangement, the sorption hydride reservoir can be integrated as a (co-) supporting structural element, for example in a motor vehicle. This can be used both for receiving normal operating loads, and in particular for absorbing crash loads or for absorbing deformation energy to be absorbed in the event of a crash. The hydrogen lines 5, 6 of all pressure-resistant vessels 1, 4 open into a manifold 10 having at one end of a fueling device controlling ((CG) H2) and the other end to a not shown internal combustion engine as a consumer (H2 (ICE) ) is guided, wherein between the points of confluence of the hydrogen lines 5, 6 in the manifold 10, a check valve 11 is located, which allows a flow of hydrogen exclusively in the consumer direction.
Des weiteren münden die Wasserstoffleitungen 5, 6 aller druckfesten Gefäße 1 , 4 nacheinander in einer solchen Reihenfolge in die Sammelleitung 10, dass die Wassserstoffleitung 6 des druckfesten Gefäßes 4, dessen Wärmetauscher 7 zuerst vom Wärmeträgermedium durchströmt wird, nächst liegend zum Verbraucher in die Sammelleitung 10 einmündet und die Wassserstoffleitung 5 des druckfesten Gefäßes 1 , dessen Wärmetauscher 3 zuletzt vom Wärmeträgermedium durchströmt wird, entferntest liegend zum Verbraucher in die Sammelleitung 10 einmündet.Furthermore, the hydrogen lines 5, 6 open all pressure-resistant vessels 1, 4 successively in such a sequence in the manifold 10 that the Wassserstoffleitung 6 of the flameproof vessel 4, the heat exchanger 7 is first flowed through by the heat transfer medium, closest to the consumer in the manifold 10th opens and the Wassserstoffleitung 5 of the pressure-resistant vessel 1, the heat exchanger 3 is last flows through the heat transfer medium remotely opens to the consumer in the manifold 10 opens.
Die Leitungen und sonstigen Einbauten z.B. Absperrventile zur Zufuhr von Wasserstoff während des Betankens im Absorptionsbetrieb sind druckfest, also hinreichend dickwandig, hinreichend thermisch isoliert und für den Betrieb mit kryogenem Wasserstoff ausgelegt. Dadurch wird erreicht, dass der Sorptionshydridspeicher sowohl mit bedrucktem Wasserstoff (CGH2) und/oder mit kryogenem, flüssigem Wasserstoff (LH2) betankt werden kann. Dies reduziert die Betankungszeit bzw. den zur Betankung erforderlichen Aufwand zur Wärmeabfuhr.The cables and other installations, e.g. Shut-off valves for the supply of hydrogen during refueling in the absorption mode are pressure-resistant, ie sufficiently thick-walled, sufficiently thermally insulated and designed for operation with cryogenic hydrogen. This ensures that the Sorptionshydridspeicher can be fueled both with printed hydrogen (CGH2) and / or with cryogenic, liquid hydrogen (LH2). This reduces the refueling time or the effort required for refueling for heat removal.
Die Zu- 8 und Ableitung 9 für das Wärmeträgermedium der Wärmetauscher 3, 7 sind außerhalb des ersten druckfesten Gefäßes 1 jeweils mindestens mit einer Umschaltvorrichtung 20, 21 versehen, wodurch Zufuhr bzw. Abfuhr von Wärmeträgermedium aus verschiedenen Quellen bzw. in verschiedene Senken erfolgen kann, zum Beispiel das Heizen mit Abgas des Verbrauchers und das Kühlen mit tankstellenseitigem Kühlmittel.The inlet and outlet 9 for the heat transfer medium of the heat exchangers 3, 7 are provided outside the first pressure-resistant vessel 1 in each case at least with a switching device 20, 21, whereby supply or removal of heat transfer medium from different sources or in different Lowering can take place, for example, heating with exhaust gas of the consumer and cooling with gas station side coolant.
Die bei Verwendung von Wasser als Wärmeträgermedium erhebliche Verdampfungsenthalpie des flüssigen Wärmeträgermediums, kann zur Vergrößerung der Kühlleistung der Wärmetauscher 3, 7 verwendet werden, wenn die wirksame Rohrgeometrie durch große Rohrinnen-Querschnitte und die mechanische Betriebsfestigkeit durch große Rohrwanddicke und stoßfeste Halterungen während des Betriebes mit einem flüssigen Wärmeträgermedium das vollständige oder teilweise Verdampfen dieses Mediums innerhalb der Wärmetauscher 3, 7 ermöglicht. Außerdem sind die Wärmetauscher 3, 7 während aller Betriebszustände sowohl für gasförmige Medien z.B. Luft oder Verbrennungsgase, als auch für flüssige Medien z.B. Öl, Wasser, Wasser/Glykol-Gemisch ausgelegt und damit in verschiedene Betriebumgebungen integrierbar.The use of water as a heat transfer medium considerable enthalpy of vaporization of the liquid heat transfer medium, can be used to increase the cooling capacity of the heat exchanger 3, 7, if the effective tube geometry by large inside pipe cross-sections and the mechanical strength by large pipe wall thickness and shock-resistant brackets during operation with a liquid heat transfer medium, the complete or partial evaporation of this medium within the heat exchanger 3, 7 allows. In addition, during all operating conditions, the heat exchangers 3, 7 are suitable for both gaseous media, e.g. Air or combustion gases, as well as for liquid media e.g. Oil, water, water / glycol mixture designed and thus integrated into different operating environments.
Weiterhin ist das erste druckfeste Gefäß 1 an seiner Außenseite mit einer Wärmeisolation 22 versehen.Furthermore, the first pressure-resistant vessel 1 is provided on its outside with a heat insulation 22.
Als Starteinrichtung enthält das innerste druckfeste Gefäß 4 ein weiteres, Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoff (2") beinhaltendes druckfestes Gefäß 23, das mit dem Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoff (2') des innersten druckfesten Gefäßes 4 Wärme übertragend in Kontakt steht und das über eine Rohrleitung 24 mit dem Innenraum eines weiter außen liegenden druckfesten Gefäßes oder mit einem zumindest zeitweise weiteren Wasserstoff enthaltenden druckfesten Gefäß, insbesondere mit einem externen Zwischenspeicher 25, verbunden ist, wobei in der Rohrleitung 24 mindestens eine Absperreinrichtung 26, insbesondere ein Absperrventil und/oder ein Überdruckventil, angeordnet ist. Dabei kann die zum weiteren druckfesten Gefäß 23 gehörende Füllung Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoffes (2") mit der zum innersten druckfesten Gefäß 4 gehörenden Füllung Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoffes (2') stofflich durchmischt und gemeinsam im innersten druckfesten Gefäß 4 angeordnet sein.As a starting device, the innermost pressure-resistant vessel 4 contains another, hydrogen de or absorbent substance (2 ") containing pressure-resistant vessel 23, the hydrogen de or absorbent material (2 ') of the innermost pressure-resistant vessel 4 heat transferring in contact and which is connected via a pipe 24 to the interior of a pressure-resistant vessel located further outside or with a pressure-resistant vessel containing at least temporarily further hydrogen, in particular with an external buffer 25, wherein in the pipeline 24 at least one shut-off device 26, in particular a shut-off valve and / or a pressure relief valve, is arranged. In this case, the further pressure-resistant vessel 23 belonging filling hydrogen de or absorbent substance (2 ") with the innermost pressure-resistant vessel 4 belonging filling hydrogen de or absorbent material (2 ') material mixed and together in the innermost pressure-resistant vessel be arranged.
Das erste druckfeste Gefäß 1 besitzt einen Temperatursensor 30 und/oder Drucksensor 31 besitzt und dass wenigstens eine der mit diesen Sensoren 30, 31 aufgenommenen Messgrößen wenigstens während Anteilen der Absorptionsbetriebsphase an einer Datenleitung 32 tankstellenseitig erfasst werden kann und/oder, dass wenigstens ein Sensor 30, 31 an eine wenigstens einen Sensor 30, 31 betreibende und/oder wenigstens die Signale eines Sensors 30, 31 verarbeitende Einrichtung, insbesondere an ein Steuergerät 33, angeschlossen ist.The first pressure-resistant vessel 1 has a temperature sensor 30 and / or pressure sensor 31 has and that at least one of the measured variables recorded with these sensors 30, 31 can be detected at the filling station at least during portions of Absorptionsbetriebsphase on a data line 32 and / or that at least one sensor 30th , 31 to a at least one sensor 30, 31 operating and / or at least the signals of a sensor 30, 31 processing device, in particular to a control unit 33, is connected.
Die Datenleitung 32 besitzt an ihrem einen Ende einen Steckanschluss COM und/oder eine Sende- und/oder Empfangsmöglichkeit und an ihrem anderen Ende wenigstens einen Anschluss zu dem Steuergerät 33.The data line 32 has at its one end a plug connection COM and / or a transmission and / or reception possibility and at its other end at least one connection to the control device 33.
Außerdem besitzt die Wasserstoffleitung 5, 6 wenigstens eines der druckfesten Gefäße 1 , 4 oder, ab deren Einmündung in die Sammelleitung 10, diese in Verbraucherrichtung, eine den statischen Druck des Fördermassenstroms zumindest zeitweise reduzierende Einrichtung, insbesondere einen Druckregler, und der Wärmetauscher 3, 7 eines dieser druckfesten Gefäße 1 , 4 eine mindestens zeitweise von Wärme tragendem Medium durchströmte Zulaufleitung 8, wobei in dieser Zulaufleitung 8 eine den Massenstrom des Wärmeträgermediums zumindest zeitweise begrenzende Einrichtung, insbesondere ein schaltbares und/oder regelbares Ventil 40, angeordnet ist und wobei mindestens in einem angeschlossenen druckfesten Gefäß in allen Betriebszuständen der Speichereinrichtung ein nur mit Wasserstoffgas ausgefülltes Volumen vorhanden ist. Die Speichereinrichtung für Wasserstoff besitzt zusätzlich einen Drucksensor und wenigstens eine elektrische und/oder optische Signale verarbeitende Einrichtung, insbesondere das Steuergerät 33, wobei diese Signale verarbeitende Einrichtung wenigstens Signale des Drucksensors und/oder Signale des Verbrauchers, insbesondere eines Verbrennungsmotors, empfängt. In addition, the hydrogen pipe 5, 6 has at least one of the pressure-resistant vessels 1, 4 or, from the confluence with the manifold 10, in the consumer direction, a static pressure of the flow rate at least temporarily reducing means, in particular a pressure regulator, and the heat exchanger 3, 7 one of these pressure-resistant vessels 1, 4 a at least temporarily carrying heat-carrying medium inlet line 8, wherein in this feed line 8 a mass flow of the heat transfer medium at least temporarily limiting means, in particular a switchable and / or controllable valve 40, is arranged and wherein at least in one connected pressure-resistant vessel in all operating states of the storage device is filled with only filled with hydrogen gas volume. The storage device for hydrogen additionally has a pressure sensor and at least one electrical and / or optical signal processing device, in particular the control device 33, wherein these signals processing device receives at least signals of the pressure sensor and / or signals of the consumer, in particular an internal combustion engine.

Claims

Patentansprüche claims
1. Speichereinrichtung für Wasserstoff, die aus einem ersten druckfesten Gefäß (1) besteht, das einen unter Wärmezu- bzw. -abfuhr Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoff (2) enthält, insbesondere unter Bildung eines Hydrids, wobei der Stoff (2) zum Befüllen der Speichereinrichtung durch Wärmeabfuhr und Wasserstoffzufuhr, sich in Wärme übertragendem Kontakt mit einem ersten Wärmetauscher (3) befindet und über eine aus dem ersten druckfesten Gefäß (1 ) heraus führende erste Wasserstoff leitung (5) mit Wasserstoff beaufschlagt wird und zur Wasserstoffabgabe über die selbe Wasserstoffleitung (5) durch Wärmezufuhr mittels des ersten Wärmetauschers (3) veran- lasst wird, dessen Zu- (8) und Ableitung (9) aus dem ersten druckfesten Gefäß (1) herausführen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein zweites druckfestes Gefäß (4), das in Wärme übertragendem Kontakt mit dem ersten druckfesten Gefäß (1 ) oder mit dessen Inhalt steht, vorgesehen ist, das einen unter Wärmezu- bzw. -abfuhr Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoff (2') enthält, wobei das zweite druckfeste Gefäß (4) eine zweite aus diesem heraus führende Wasserstoffleitung (6) und einen zweiten Wärmetauscher (7) besitzt, der vom selben Wärmeträgermedium durchströmt wird wie der erste Wärmetauscher (3) und wobei der erste und der zweite Wärmetauscher (3, 7) so zusammengeschaltet sind, dass das Wärmeträgermedium zuerst den zweiten und dann den ersten Wärmetauscher (7,3) durchströmt.1. A hydrogen storage device which comprises a first pressure-resistant vessel (1) which contains a substance (2) which de-hydrates or absorbs hydrogen under heat supply, in particular with formation of a hydride, the substance (2) for filling the storage device by heat removal and hydrogen supply, is in heat-transferring contact with a first heat exchanger (3) and via a first pressure-resistant vessel (1) out leading first hydrogen line (5) is supplied with hydrogen and the hydrogen through the same hydrogen line (5) is caused by heat supply by means of the first heat exchanger (3) whose lead (8) and discharge (9) lead out of the first pressure-resistant vessel (1), characterized in that at least one second pressure-resistant vessel ( 4), which is in heat transfer contact with the first pressure-resistant vessel (1) or with its contents, is provided, the one under Wär mezu- or -abfuhr hydrogen de or absorbent material (2 ') contains, wherein the second pressure-resistant vessel (4) has a second out of this leading hydrogen line (6) and a second heat exchanger (7) of the same heat transfer medium is flowed through as the first heat exchanger (3) and wherein the first and the second heat exchanger (3, 7) are interconnected so that the heat transfer medium flows through first the second and then the first heat exchanger (7,3).
2. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass sich das zweite druckfeste Gefäß (4) innerhalb des ersten druckfesten Gefäßes (1 ) befindet. 2. Storage device for hydrogen according to claim 1, characterized in that the second pressure-resistant vessel (4) is located within the first pressure-resistant vessel (1).
3. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das zweite druckfeste Gefäß (4) mit dem ersten druckfesten Gefäß (1 ) eine anteilig gemeinsame Gefäßwand besitzt.3. Storage device for hydrogen according to claim 1, characterized in that the second pressure-resistant vessel (4) with the first pressure-resistant vessel (1) has a proportionately common vessel wall.
4. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis4. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to
3, dadurch gekennzeichnet, dass weitere druckfeste Gefäße vorgesehen sind, die in ihrer Funktion als Speichereinrichtung für Wasserstoff dem zweiten druckfesten Gefäß (4) entsprechen und die bezüglich des Durchflusses des Wärmeträgermediums durch die Wärmetauscher, miteinander und mit dem zweiten druckfesten Gefäß (4), kaskadenartig oder parallel zusammengeschaltet sind.3, characterized in that further pressure-resistant vessels are provided, which correspond in their function as a storage device for hydrogen to the second pressure-resistant vessel (4) and with respect to the flow of the heat transfer medium through the heat exchangers, together and with the second pressure-resistant vessel (4), cascade-like or parallel connected.
5. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis5. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to
4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstoffleitungen (5, 6) aller druckfesten Gefäße (1 , 4) in eine Sammelleitung (10) münden, die an ihrem einen Ende mindestens eine die Betankung steuernde Einrichtung, insbesondere ein Absperrventil zur Betankung ((CG)H2), aufweist und deren anderes Ende zu einem Verbraucher geführt ist, wobei sich zwischen den Einmündungsstellen der Wasserstoffleitungen (5, 6) in der Sammelleitung (10) jeweils eine Absperreinrichtung, insbesondere ein Rückschlagventil (11 ), befindet, die eine Wasserstoffströmung ausschließlich in Verbraucherrichtung ermöglicht.4, characterized in that the hydrogen lines (5, 6) of all pressure-resistant vessels (1, 4) open into a manifold (10) at one end of which at least one refueling device controlling, in particular a shut-off valve for refueling ((CG) H2), and whose other end is led to a consumer, wherein between the points of confluence of the hydrogen lines (5, 6) in the manifold (10) each have a shut-off device, in particular a check valve (11), which is a hydrogen flow exclusively in Consumer direction allows.
6. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstoffleitungen (5, 6) aller druckfesten Gefäße (1 , 4) nacheinander in einer solchen Reihenfolge in die Sammelleitung (10) münden, bei der die Wassserstoffleitung (6) des druckfesten Gefäßes (4), dessen Wärmetauscher (7) zuerst vom Wärmeträgermedium durchströmt wird, nächst liegend zum Verbraucher in die Sammelleitung (10) einmündet und die Wassserstoffleitung (5) des druckfesten Gefäßes (1 ), dessen Wärmetauscher (3) zuletzt vom Wärmeträgermedium durchströmt wird, entferntest liegend zum Verbraucher in die Sammelleitung (10) einmündet.6. Storage device for hydrogen according to claim 5, characterized in that the hydrogen lines (5, 6) of all pressure-resistant vessels (1, 4) successively in such an order in the manifold (10) open, in which the Wassserstoffleitung (6) of the pressure-resistant Vessel (4) whose heat exchanger (7) is first flowed through by the heat transfer medium, next to the consumer in the manifold (10) opens and the Wassserstoffleitung (5) of the pressure-resistant vessel (1), the heat exchanger (3) last from Heat transfer medium is flowed through, remotely lying to the consumer in the manifold (10) opens.
7. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis7. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to
6, dadurch gekennzeichnet, dass in die Sammelleitung (10) eine weitere Anschlusseinrichtung zur Wasserstoffbetankung, insbesondere eine Schnellkupplung, eingebracht ist.6, characterized in that in the collecting line (10) has a further connection means for hydrogen refueling, in particular a quick coupling, is introduced.
8. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis8. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to
7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zu- (8) und Ableitung (9) für das Wärmeträgermedium der Wärmetauscher (3, 7), insbesondere außerhalb des ersten druckfesten Gefäßes (1 ), jeweils mindestens mit einer Umschaltvorrichtung (20, 21 ), insbesondere einem schaltbaren Mehrwegeventil, versehen sind, wodurch Zufuhr bzw. Abfuhr von Wärmeträgermedium aus verschiedenen Quellen bzw. in verschiedene Senken erfolgen kann.7, characterized in that the inlet (8) and outlet (9) for the heat transfer medium of the heat exchanger (3, 7), in particular outside the first pressure-resistant vessel (1), in each case at least with a switching device (20, 21), in particular a switchable multi-way valve, are provided, whereby supply or removal of heat transfer medium can be made from different sources or in different sinks.
9. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis9. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to
8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verrohrung der Wärmetauscher (3, 7), insbesondere an der tiefsten Stelle ihres Rohrverlaufs in Betriebslage, einen nach unten weisenden Siphon aufweist, der eine vollständige Entleerung der Wärmetauscher (3, 7) durch Schwerkraft oder durch Bedrucken mit einem gasförmigen Medium, insbesondere mit tankstellenseitig bereitstehender Druckluft, ermöglicht.8, characterized in that the casing of the heat exchanger (3, 7), in particular at the lowest point of its course in operating position, has a downwardly pointing siphon, the complete emptying of the heat exchanger (3, 7) by gravity or by printing with a gaseous medium, in particular with filling station available compressed air, allows.
10. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis10. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to
9, dadurch gekennzeichnet, dass an den Wärmetauschern (3, 7) wär- meträgermediumsseitig und/oder stoffseitig Einrichtungen zur Vergrößerung der für den Wärmetransport wirksamen Austauscherfläche, insbesondere Rippen, angeordnet sind. 9, characterized in that on the heat exchangers (3, 7) are arranged on the heat transfer medium side and / or material side means for enlarging the effective for the heat transfer exchanger surface, in particular ribs.
11. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis11. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to
10, dadurch gekennzeichnet, dass der unter Wärmezu- bzw. -abfuhr Wasserstoff de- bzw. absorbierende Stoff (2, 2', 2") ein unter allen oder unter mindestens einer Betriebsbedingung fester, insbesondere pulverisierter, oder ein flüssiges Hydrid bildender Stoff (2,2', 2") ist.10, characterized in that the substance (2, 2 ', 2 ") which is heat-absorbing or -absorbing hydrogen has a substance which is solid under all or at least one operating condition, in particular powdered or liquid hydride ( 2,2 ', 2 ").
12. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis12. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to
11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Desorptionstemperatur des unter Wärmezu- bzw. -abfuhr Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoffes (2,2',2") bei Normaldruck bei über 1000C liegt.11, characterized in that the desorption temperature of the under heat supply and removal hydrogen de- or absorbent material (2,2 ', 2 ") at atmospheric pressure above 100 0 C.
13 Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis13 storage device for hydrogen according to one of claims 1 to
12, dadurch gekennzeichnet, dass sich in wenigstens einem der druckfesten Gefäße (1 , 4, 23) ein unter Wärmezu- bzw. -abfuhr Wasserstoff de- bzw. absorbierender Stoff (2,2',2") befindet, der gegenüber dem Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoff (2,2',2") in mindestens einem der anderen druckfesten Gefäße (1 , 4, 23) von einer anderen Art ist und/oder eine andere Betriebscharakteristik besitzt und/oder sich in seinen Materialeigenschaften unterscheidet.12, characterized in that in at least one of the pressure-resistant vessels (1, 4, 23) is a heat-absorbing or -abfuhr hydrogen de- or absorbent material (2,2 ', 2 "), which is opposite to the hydrogen absorbent or absorbent material (2, 2 ', 2 ") in at least one of the other pressure-resistant vessels (1, 4, 23) is of a different type and / or has a different operating characteristic and / or differs in its material properties.
14. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis14. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to
13, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein druckfestes Gefäß (1 , 4) an seiner Innenseite und/oder seiner Außenseite mit einer Wärmeisolation (22) versehen ist.13, characterized in that at least one pressure-resistant vessel (1, 4) is provided on its inside and / or its outside with a heat insulation (22).
15. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis15. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to
14, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein druckfestes Gefäß (1 , 4) an seiner Innenseite mit einer Wärmeisolation versehen ist, wobei diese unter Änderung ihres körperlichen Bauteilvolumens elastisch reversibel so verformbar ist, dass deren Bauteilvolumen we- nigstens zu einem Teil als wenigstens anteiliges Expansionsvolumen für den Stoff (2, 2') während des Absorptionsvorgangs dient.14, characterized in that at least one pressure-resistant vessel (1, 4) is provided on its inside with a heat insulation, which is elastically reversibly deformable under change of their physical component volume, that their component volume we- at least in part serves as at least a proportionate expansion volume for the substance (2, 2 ') during the absorption process.
16. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein innerstes druckfestes Gefäß (4) ein weiteres, Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoff (2") beinhaltendes, druckfestes Gefäß (23) enthält, das mit dem Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoff (2') des innersten druckfesten Gefäßes (4) Wärme übertragend in Kontakt steht und das über eine Rohrleitung (24) mit dem Innenraum eines weiter außen liegenden druckfesten Gefäßes oder mit einem zumindest zeitweise weiteren Wasserstoff enthaltenden druckfesten Gefäß, insbesondere mit einem externen Zwischenspeicher (25), verbunden ist, wobei in der Rohrleitung mindestens eine Absperreinrichtung (26), insbesondere ein Absperrventil und/oder ein Überdruckventil, angeordnet ist.16. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to 15, characterized in that at least one innermost pressure-resistant vessel (4) contains a further hydrogen-absorbing or absorbing substance (2 ") containing, pressure-resistant vessel (23) with the hydrogen de-absorbent or absorbent material (2 ') of the innermost pressure-resistant vessel (4) is heat-transferring in contact and via a pipe (24) with the interior of a pressure-resistant vessel located on the outside or with at least temporarily further hydrogen-containing pressure-resistant Vessel, in particular with an external buffer (25) is connected, wherein in the pipeline at least one shut-off device (26), in particular a shut-off valve and / or a pressure relief valve, is arranged.
17. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zum weiteren druckfesten Gefäß (23) gehörende Füllung Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoffes (2") mit der zum innersten druckfesten Gefäß (4) gehörenden Füllung Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoffes (2') stofflich durchmischt und gemeinsam im innersten druckfesten Gefäß (4) angeordnet ist.17. Storage device for hydrogen according to claim 16, characterized in that the further pressure-resistant vessel (23) belonging filling hydrogen de or absorbent substance (2 ") with the innermost pressure-resistant vessel (4) belonging filling hydrogen de or absorbent material (2 ') is materially mixed and arranged together in the innermost pressure-resistant vessel (4).
18. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein innerstes druckfestes Gefäß (4) eine, insbesondere elektrische oder Wasserstoff betriebene, Heizeinrichtung enthält, die innerhalb des Wasserstoff de- bzw. absorbierenden Stoffes (2') im innersten druckfesten Gefäß (4) angeordnet ist und in thermischem Kontakt zum Stoff (2') steht, wobei die Heizeinrichtung von einer Schalteinrichtung gesteuert wird, die den Betrieb der Heizeinrichtung freigibt oder unterbricht. 18. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to 17, characterized in that at least one innermost pressure-resistant vessel (4) contains a, in particular electric or hydrogen-operated, heating device, which within the hydrogen de- or absorbent material (2 ') is arranged in the innermost pressure-resistant vessel (4) and in thermal contact with the substance (2 '), wherein the heating device is controlled by a switching device, which releases or interrupts the operation of the heating device.
19. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis19. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to
18, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der druckfesten Gefäße (1) wenigstens einen Temperatursensor (30) und/oder Drucksensor (31 ) besitzt und dass wenigstens eine der mit diesen Sensoren (30, 31 ) aufgenommenen Messgrößen wenigstens während Anteilen der Absorptionsbetriebsphase an einer Datenleitung (32) tankstellen- seitig erfasst werden kann und/oder, dass wenigstens ein Sensor (30, 31 ) an eine wenigstens einen Sensor (30, 31 ) betreibende und/oder wenigstens die Signale eines Sensors (30, 31) verarbeitende Einrichtung, insbesondere an ein Steuergerät (33), angeschlossen ist.18, characterized in that at least one of the pressure-resistant vessels (1) has at least one temperature sensor (30) and / or pressure sensor (31) and that at least one of the measured variables recorded with these sensors (30, 31) at least during a portion of the Absorptionsbetriebsphase Data line (32) can be detected gas station side and / or, that at least one sensor (30, 31) to a at least one sensor (30, 31) operating and / or at least the signals of a sensor (30, 31) processing device, in particular to a control unit (33) is connected.
20. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis20. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to
19, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Datenleitung (32) besitzt, die an ihrem einen Ende einen Steckanschluss (COM) und/oder eine Sende- und/oder Empfangsmöglichkeit aufweist und die an ihrem anderen Ende wenigstens einen Anschluss zu dem Steuergerät (33) aufweist.19, characterized in that it has a data line (32) having at its one end a plug connection (COM) and / or a transmitting and / or receiving possibility and at its other end at least one connection to the control unit (33) having.
21. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis21. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to
20, dadurch gekennzeichnet, dass die Wasserstoffleitung (5, 6) wenigstens eines der druckfesten Gefäße (1 , 4) oder, ab deren Einmündung in die Sammelleitung (10), diese, in Verbraucherrichtung, eine den statischen Druck des Fördermassenstroms zumindest zeitweise reduzierende Einrichtung, insbesondere einen Druckregler besitzt, und dass mindestens der Wärmetauscher (3, 7) eines dieser druckfesten Gefäßes (1 , 4) eine mindestens zeitweise von Wärme tragendem Medium durchströmte Zulaufleitung (8) besitzt, wobei in dieser Zulaufleitung (8) eine den Massenstrom des Wärmeträgermediums zumindest zeitweise begrenzende Einrichtung, insbesondere ein schaltbares und/oder regelbares Ventil (40), angeordnet ist und wobei mindestens in einem angeschlossenen druckfesten Gefäß (1 , 4) in allen Betriebszuständen der Speichereinrichtung ein nur mit Wasserstoffgas ausgefülltes Volumen vorhanden ist.20, characterized in that the hydrogen line (5, 6) at least one of the pressure-resistant vessels (1, 4) or, from the confluence with the manifold (10), this, in the consumer direction, a static pressure of the flow rate at least temporarily reducing means , in particular has a pressure regulator, and that at least the heat exchanger (3, 7) of one of these pressure-resistant vessel (1, 4) has a at least temporarily carrying heat-carrying medium inlet line (8), wherein in this feed line (8) has a mass flow of Heat transfer medium at least temporarily limiting device, in particular a switchable and / or controllable valve (40), is arranged and wherein at least in one connected pressure-resistant vessel (1, 4) in all operating states of the storage device, a volume filled only with hydrogen gas is present.
22. Speichereinrichtung für Wasserstoff nach einem der Ansprüche 1 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass diese wenigstens einen Drucksensor und wenigstens eine elektrische und/oder optische Signale verarbeitende Einrichtung, insbesondere ein Steuergerät (33), besitzt, wobei diese Signale verarbeitende Einrichtung wenigstens Signale des Drucksensors und/oder Signale eines Verbrauchers, insbesondere eines Verbrennungsmotors, empfängt. 22. Storage device for hydrogen according to one of claims 1 to 21, characterized in that it has at least one pressure sensor and at least one electrical and / or optical signal processing device, in particular a control device (33), said signal processing device at least signals of the Pressure sensor and / or signals of a consumer, in particular an internal combustion engine receives.
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