專利名稱：氫釋放系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氫釋放系統(tǒng)并且更具體地涉及一種包括兩個或更多個儲氫容器的氫釋放系統(tǒng)，其中在這些容器中氫被儲存在一種儲氫材料中。
背景技術(shù)：
利用金屬氫化物比如催化的MgH2的儲氫單元要求溫度高于攝氏280度，以進(jìn)行正壓解吸。來自一個加熱的、良好隔熱的、具有通用的G型壓縮氣瓶的尺寸的、固態(tài)儲存氣瓶的熱量損失可以是近似500瓦特。因此，來自一個加熱的16氣瓶的歧管式固態(tài)套組的熱量損失可以是近似8千瓦。這個8千瓦是使MH-氫鍵斷裂并且完成吸附所需的能量之外的。因此，這樣一個系統(tǒng)的所得熱效率是極低的，從而導(dǎo)致了增加的用電量以及差的碳足跡。由于每個儲存容器要求顯著的熱量輸入以便解吸出氫，有利的是在一個時間加熱 一個容器以便(I)減小在啟動階段的總加熱要求、或者(2)當(dāng)可獲得固定量的加熱功能時使得氫的解吸能夠以更快的速率發(fā)生。因此，本申請人追求的是歧管式儲存系統(tǒng)的概念，該系統(tǒng)包括多個儲氫容器，其中每次僅有一個氣瓶進(jìn)行解吸。不同壓縮氣體儲存單元，一種包含儲氫材料的固態(tài)儲氫單元在恒壓下放空。在一個壓縮氣體單元中，排放的深度可以從該氣瓶內(nèi)剩余的氣體壓力精確地推算出來。與此相反，一個固態(tài)儲氫單元將在操作溫度所決定的恒定的平衡壓下從滿載排放到高于90%的空載。一旦儲存的氣體體積太低而不能供應(yīng)所需量的流量，則該儲氫容器中的壓力將迅速從平衡點(diǎn)降低到零。一旦排放深度超過90%，這是非常典型的。通常，當(dāng)氫一次只從單一容器中解吸時，一旦儲氫容器中的平衡壓開始降低，則開始加熱該序列中的下一個氣瓶就太晚了，因?yàn)閷⒃撊萜鲙У浇馕鼔毫蜏囟鹊臅r間遠(yuǎn)超過了當(dāng)前接近空的容器的剩余供應(yīng)能力。為了提供恒定的氫供應(yīng)以滿足氫需求，希望的是序列中的下一個儲氫容器在恒定的平衡壓開始下降前就開始充分加熱。此外，一旦主動解吸氣瓶為空，則希望的是將該氣瓶降溫以最小化熱量損失。但是，由于該氫化/脫氫反應(yīng)是一個可逆反應(yīng)，所以一旦該儲氫材料的溫度下降，該反應(yīng)就將逆轉(zhuǎn)并且該儲氫材料將吸收氫。圖I示出了一個給定壓力下隨溫度而變的MgH2吸收速率。例如，吸收速率曲線表明，在高于平衡溫度的溫度下反應(yīng)處于解吸方向上。對于低于平衡點(diǎn)的溫度，反應(yīng)處于吸收方向上。因此，如果這些氣瓶被并聯(lián)連接到一個供應(yīng)歧管上并且序列中的下一個氣瓶正在通過加熱到高于平衡溫度而供應(yīng)氫，則前一個氣瓶在冷卻至低于平衡點(diǎn)時將吸收所有這些氫，留下為零的凈氫供應(yīng)以滿足氫的需求。希望的是本發(fā)明提供一個解決了上述一個或多個問題的儲氫系統(tǒng)或供應(yīng)安排。在本說明書中對現(xiàn)有技術(shù)的提及不是、并且不應(yīng)該被當(dāng)做是一種認(rèn)可或任何形式的建議這個現(xiàn)有技術(shù)形成了澳大利亞或其他任何管轄區(qū)內(nèi)的公知常識的一部分，或者這個現(xiàn)有技術(shù)可以合理地預(yù)計(jì)成是本領(lǐng)域技術(shù)人員將確定的、理解的以及認(rèn)為相關(guān)的
發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種用于從一個或多個儲氫容器中排出氫的系統(tǒng)，該一個或多個儲氫容器包含了固體儲氫材料，該系統(tǒng)包括一條氫供應(yīng)管線，用于連接到一個氫需求上；一個能量遞送系統(tǒng)，用于對至少一個儲氫容器中的儲氫材料供應(yīng)熱量以從該固體儲氫材料中解吸出氫；一個或多個供應(yīng)連接導(dǎo)管，用于將該供應(yīng)管線連接到一個或多個儲氫容器上；其中連接到儲氫容器上的每個供應(yīng)連接導(dǎo)管具有一個回流防止裝置，當(dāng)該固體儲存材料在該供應(yīng)管線的壓力下不再解吸出氫時，該回流防止裝置防止或限制該供應(yīng)管線中的氫回流進(jìn)入該儲氫容器中。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的所有方面，當(dāng)該固體儲存材料在該供應(yīng)管線的壓力下不再 解吸出氫時，該能量遞送系統(tǒng)是去活的并且不再向該儲氫容器供應(yīng)熱量。在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，該回流防止裝置是一個單向閥或可以簡單地是一個截止閥。提供該回流防止裝置防止了在氫供應(yīng)管線中的氫再次進(jìn)入一個在其中相當(dāng)大比例的氫已經(jīng)從該儲氫單元中被解吸的為空的儲氫容器以及該去活的能量遞送系統(tǒng)中、或者允許氫以預(yù)期的低泄漏速率泄漏回到該耗盡的儲氫容器中。因此，當(dāng)儲氫材料的溫度下降并且氫儲存反應(yīng)在吸收氫的方向上進(jìn)行時，防止了在該氫供應(yīng)管線內(nèi)的氫從該氫供應(yīng)管線再次進(jìn)入或僅僅允許有限的量再次進(jìn)入為空的儲氫單元中。驅(qū)使氫被吸收進(jìn)入冷卻的儲氫材料的動力學(xué)將吸收在為空的儲氫單元中所有可得的氫并且在該儲氫容器中創(chuàng)造一個部分真空。在一些情況下，可能希望的是形成真空。本發(fā)明可以提供填充該真空的手段，是通過提供除氫外的氣體如氬氣、空氣或氮?dú)?，或者將待提供的氫氣從一個輔助氫供應(yīng)而提供至該冷卻中的材料。當(dāng)容器冷卻時，可以供應(yīng)這些除氫外的氣體，或者可以有意地允許空氣泄漏進(jìn)入這些容器中。該輔助氫供應(yīng)可以是當(dāng)通向儲氫容器的能量遞送系統(tǒng)去活時可連接到對應(yīng)的為空的儲氫容器上、或者替代性的是從該供應(yīng)的一個分支出口獲取的并且返回到容器中的少量的所供應(yīng)的氫。當(dāng)提供了輔助氫供應(yīng)時，一定量的氫被進(jìn)料到為空的儲氫單元中，以防止產(chǎn)生真空。當(dāng)?shù)陀谟糜诮馕鰵涞牟僮鲏毫Φ膲毫ο拢諝涞膭恿W(xué)顯著地下降。優(yōu)選的是該輔助氫供應(yīng)向?yàn)榭盏膬鋯呜９?yīng)氫，以便將儲氫容器中的壓力保持在大氣壓或略高于大氣壓，從而防止在該儲氫單元中形成泄漏并且防止空氣進(jìn)入該單元。如上述提到的，該輔助氫供應(yīng)可以是從該供應(yīng)管線到至少該已經(jīng)去活的儲氫容器的一個輔助氫導(dǎo)管。該儲氫導(dǎo)管優(yōu)選地具有一個壓力控制閥，用于在低于該供應(yīng)管線中的壓力的一個壓力下、并且優(yōu)選地大氣壓至到2巴下(或略高于大氣壓)對去活的儲氫容器供應(yīng)氫。在一個實(shí)施方案中，該壓力控制閥為一個遞減閥。替代性地，該輔助氫供應(yīng)可以為一個二級儲氫氣瓶，如一個在大氣壓與兩個大氣壓之間的壓力下供應(yīng)氣體的氫氣瓶，以便將該去活的儲氫單元中的壓力保持在相對大氣壓為正的一個壓力下。為了進(jìn)一步限制再次吸收進(jìn)入該冷卻中的為空的儲氫氣瓶中的氫的量，可以通過該氣瓶的被動或主動冷卻之一或二者而改進(jìn)該為空的氣瓶的冷卻，以此增大該儲氫材料的冷卻速率。被動冷卻可以采取移除可能覆蓋在該氣瓶外部的任何外部隔熱物的形式，而主動冷卻可以涉及在該空氣瓶的外表面上方使用一個鼓風(fēng)機(jī)或使用一個水冷夾套。本發(fā)明的另一個方面提供了一種用于將氫供應(yīng)遞送至氫供應(yīng)管線的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個或多個包含固體儲氫材料的儲氫容器，至少一個能量遞送系統(tǒng)，用于向至少一個儲氫容器中的固體儲氫材料供應(yīng)熱量，該熱量是足夠從該固體儲氫材料中解吸出氫；以及一個控制系統(tǒng)，用于基于該氫供應(yīng)管線中的氫需求而控制該能量遞送系統(tǒng)的啟動時間，該控制系統(tǒng)被配置成預(yù)料當(dāng)需要從該儲氫容器將氫供應(yīng)到該氫供應(yīng)管線以滿足氫需求時的時間、并且在該預(yù)料時間之前一段時間啟動該儲氫容器中的能量遞送系統(tǒng)以允許在該儲氫容器中的材料加熱到以下溫度在該溫度下氫可以在該氫供應(yīng)管線的供應(yīng)壓力下被供應(yīng)以便滿足該供應(yīng)管線中的氫需求。 以上發(fā)明可以應(yīng)用于具有能量遞送系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的單一儲氫容器。該控制系統(tǒng)將監(jiān)控該需求并響應(yīng)于變量而啟動該能量遞送系統(tǒng)，該變量表明了要求來自儲氫容器的氫來滿足該預(yù)期的氫需求。但是，在一種優(yōu)選的形式中，上述系統(tǒng)包括兩個或更多個包含儲氫材料的儲氫容器，該控制系統(tǒng)被配置成預(yù)料或確定當(dāng)來自第一儲氫容器的氫供應(yīng)下降到低于預(yù)設(shè)水平時的時間、并且在該預(yù)料的或確定的時間之前一個預(yù)定時間啟動第二儲氫容器中的能量遞送系統(tǒng)，以便允許該第二儲氫容器中的材料加熱到以下溫度，在該溫度下氫能以該氫供應(yīng)管線的供應(yīng)壓力被供應(yīng)從而滿足該供應(yīng)管線中的氫需求。在本發(fā)明的優(yōu)選形式中，該控制系統(tǒng)包括一個傳感器，該傳感器監(jiān)控了至該供應(yīng)管線的氫供應(yīng)的變量；以及一個處理器，當(dāng)該處理器由來自該傳感器的信號而確定了在當(dāng)前連接到氫供應(yīng)管線上的儲氫容器中的氫供應(yīng)已經(jīng)下降到低于預(yù)設(shè)水平時，該處理器啟動下一個順次的氫供應(yīng)容器中的能量遞送系統(tǒng)。在本發(fā)明的另一個方面，提供了一種將氫從氫遞送系統(tǒng)供應(yīng)到氫供應(yīng)管線的方法，其中該系統(tǒng)包括一個或多個包含固體儲氫材料的儲氫容器；至少一個能量遞送系統(tǒng)，用于向至少一個儲氫容器中的固態(tài)儲氫材料供應(yīng)熱量，該熱量是足以從該固態(tài)儲氫材料中解吸出氫；以及一個控制系統(tǒng)，用于基于該氫供應(yīng)管線中的氫需求而控制該能量遞送系統(tǒng)的啟動時間。該方法包括以下步驟預(yù)料或確定當(dāng)需要從該儲氫容器將氫供應(yīng)到氫供應(yīng)管線以滿足氫需求時的時間，并且在該預(yù)料時間之前一段時間啟動該儲氫容器中的能量遞送系統(tǒng)，以允許儲氫容器中的材料加熱到以下溫度在該溫度下氫能以氫供應(yīng)管線的供應(yīng)壓力被供應(yīng)從而滿足該氫供應(yīng)管線中的氫需求。如在此所使用的，除非在上下文另外要求的地方，術(shù)語“包括”(“comprise”)及其變形，例如“包括著”(“comprising”)、“包括有”(“comprises”)和“包括了”(“comprised”)，并不旨在排除其他添加物、組分、整體或步驟。


圖I是一種金屬氫化物材料的氫吸收的典型的反應(yīng)速率對比溫度的曲線圖。一個給定壓力下吸收與解吸之間的平衡點(diǎn)由X軸上的交點(diǎn)限定；
圖2是基于數(shù)字質(zhì)量流量計(jì)積分的歧管式金屬氫化物氣瓶依次解吸的流程圖；圖3是基于加熱器功率積分的歧管式金屬氫化物氣瓶依次解吸的流程圖；圖4是一個方法和設(shè)備圖，示出了被動氣體閥的構(gòu)型；圖5是在I. I巴下氣瓶冷卻的溫度輪廓的FEA模擬；并且圖6是在I. I巴下氣瓶冷卻的濃度輪廓的FEA模擬。
具體實(shí)施例方式參考圖4，示意性地示出了儲氫容器1A、1B、1C的連接。這些儲氫容器填充有一種 適合的儲氫材料比如MgH2或其他形成氫化物的合金，該儲氫材料在預(yù)設(shè)的溫度和壓力之上吸收氫并且當(dāng)溫度升高到高于解吸溫度時解吸出氫。這些容器通過一個公共解吸氣體歧管2并聯(lián)連接到一個氫供應(yīng)管線3上。供應(yīng)管線3通常是在傳送這些儲氫容器的位置以滿足該位置處的氫需求。一個氫導(dǎo)管4A、4B、4C分別可連接到儲氫容器1A、1B、1C上，以接收從該容器中排出的氫氣。一個包含儲氫材料比如氫化鎂的儲氫容器當(dāng)被加熱到該吸收溫度時在恒壓下排出氫。氫被持續(xù)地排放直到它基本上為空，此時排放壓力急劇下降。連接到氫解吸歧管上的氫排放導(dǎo)管4A、4B、4C優(yōu)選地配備有回流防止裝置5A、5B、5C，如單向閥，這些單向閥對應(yīng)地防止在歧管內(nèi)的氫氣回到排放/用完/耗盡的儲氫容器IAUBUC中。由于在接近儲氫容器完全被耗盡這個點(diǎn)時，來自該儲氫容器中的排放壓力降低，因此對于向該氫供應(yīng)管線連續(xù)供應(yīng)氫而言非常重要的是下一個要供應(yīng)氫的儲氫容器被加熱到所要求的解吸溫度，直到在將要耗盡的儲氫容器內(nèi)的壓力開始下降之時。 一個過程控制器7監(jiān)控該正在排放的儲氫容器中的解吸過程，并且在壓力下降之前的適當(dāng)時間開始加熱下一個儲氫容器，以確保連續(xù)的供應(yīng)。這是通過在適當(dāng)?shù)臅r間啟動加熱元件6A、6B、6C來完成的。該控制器的操作將在下面更詳細(xì)地描述。這些加熱元件可以是電加熱元件，位于這些儲氫容器的內(nèi)部或外部。為了加強(qiáng)這種加熱效果，可以在加熱和解吸操作過程中提供一個隔熱的加熱夾套。一旦儲氫容器1A、1B、1C完全排放了氫，則將該儲氫容器的加熱元件的能量源失活并且允許該儲氫材料冷卻。當(dāng)這些加熱元件去活時，理想地可以移除任何隔熱夾套。如圖I所示，一旦該儲氫材料冷卻到平衡溫度以下(在箭頭T的方向)，則該吸收/吸收反應(yīng)的動力學(xué)就偏向氫的吸收。因此該儲氫材料可獲得的所有氫都被潛在地吸收，從而在該儲氫容器中創(chuàng)造了一個負(fù)壓(即，低于大氣壓的壓力，I巴絕對值)。如希果望防止儲氫容器中的壓力降低到大氣壓以下，則至少在冷卻過程中一個輔助供應(yīng)源與耗盡的儲氫容器連通。該輔助供應(yīng)源可以通過一個回流防止裝置9A、9B、9C如單向閥而提供到供應(yīng)導(dǎo)管8A、8B、8C。該輔助供應(yīng)源可以是一個分開的氫供應(yīng)11。如一個氣瓶，通過一個閥12連接，或者它可以是；來自該吸收氣體歧管的一個分支管線8。該分支管線8配備有一個壓力控制閥以便將壓力從該吸收歧管供應(yīng)壓力遞減至稍高于大氣壓的壓力，即，優(yōu)選在I至2巴的范圍內(nèi)。當(dāng)在該儲氫材料的冷卻階段過程中該吸收/解吸反應(yīng)處于吸收循環(huán)中時，反應(yīng)動力學(xué)在該壓力下非常慢，因此實(shí)際上只吸收了小體積的氫?？梢越邮盏氖窃试S在該儲氫容器中形成真空并且因此無需提供輔助源。替代性地，該真空可以用其他氣體比如單獨(dú)提供的氬氣、氮?dú)饣蚩諝馓畛洌蛘呖梢杂幸庠试S空氣泄露進(jìn)入并填充該真空。為了進(jìn)一步限制被再次吸收進(jìn)入冷卻中的為空的儲氫氣瓶中的氫的量，可以通過該氣瓶的被動或主動冷卻以改進(jìn)為空的氣瓶的冷卻而提升該儲氫材料的冷卻速率，并且如圖I中所示降低吸收到儲氫材料上的氫的反應(yīng)速率。被動冷卻可以采取移除可能覆蓋在氣瓶外部的任何外部隔離物的形式，并且主動冷卻可以涉及在為空的氣瓶外表面上方使用鼓風(fēng)機(jī)或使用水冷夾套。現(xiàn)在將對該過程控制器的操作進(jìn)行描述。通過確保只有一個氣瓶在進(jìn)行主動解吸，每個壓力氣瓶的單獨(dú)控制和依次解吸將熱量損失最小化。一旦該活動氣瓶放空，就將一個另外的氣瓶在適當(dāng)?shù)臅r間預(yù)熱以便無縫地接替氫的供應(yīng)。這些剩余的氣瓶被儲存在室溫下直到被需要。該系統(tǒng)的操作能夠被簡化如下
I.氣瓶A解吸2.氣瓶A達(dá)到排放深度的80%并且啟動氣瓶B的預(yù)熱(花費(fèi)15分鐘)3. 一旦氣瓶B達(dá)到溫度就開始自動解吸。在這個階段氣瓶A仍然不是100%空的。氣瓶A繼續(xù)與氣瓶B并列地緩慢解吸。4.氣瓶B達(dá)到排放深度的20%并且啟動氣瓶A的冷卻。因此，在任何時間點(diǎn)，熱氣瓶的數(shù)量按下式給出。
n = f_Cl馨2P 2>| m(pOD(€ylinds^ .€) < O.E.!( a DQQ(Cyitnd1^B) > 0‘2獅A:: > ^MmQODiCyiindsr B ^ O)假設(shè)氫的流量恒定，則任意時間點(diǎn)處被加熱的氣瓶的平均數(shù)量可以估算為，avg (n) = I. 4該順序控制器追蹤了從每個氣瓶解吸的氫的體積，以便管理對序列中下一個氣瓶的預(yù)加熱以及對為空的氣瓶的冷卻。該順序控制器可以是一個可編程的邏輯控制器(PLC)、個人計(jì)算機(jī)(PC)或者任何基于具有通信能力的嵌入控制器的微處理器。圖2描繪了用于在PLC中執(zhí)行以便管理這些氣瓶的順序的一個示例性軟件的流程圖。排放深度可以質(zhì)量流量的積分來計(jì)算并且如圖2中所示的來執(zhí)行。替代性地，力口熱器功率也可以用來約等于氫的質(zhì)量流量和由此推導(dǎo)出排放深度。氫的流量與加熱器功率按下列方程式相關(guān)，
,(以V〕
ItI " — ~iff『)反應(yīng)函AH是氫化物的一種化學(xué)性質(zhì)。對于MgH2,
/kWh\m- 10.39排放深度可以容易地通過從儲存單元的容量中減去該積分來由流量進(jìn)行計(jì)算。為了使這更精確，需要該瞬時損失進(jìn)行一個良好的估計(jì)。這些損失是該儲存系統(tǒng)的一個特征但也依賴于環(huán)境溫度。估計(jì)這些損失的一種可能的方式是對該環(huán)境溫度取樣。替代性地，這些氣瓶的升溫時間是這些損失的函數(shù)并且也可以被使用。圖3描繪了用于在PLC中執(zhí)行以便基于加熱器能量來管理氣瓶排序的一個示例性軟件流程圖。替代性地，排放深度可以通過觀察金屬氫化物的溫度和解吸壓力而進(jìn)行近似。如上述提到的，這些固態(tài)氣瓶的冷卻是通過在每個氣瓶上包括兩個單向氣體閥(9A、9B、9C、5A、5B、5C)并且在解吸歧管和吸收歧管之間包括一個壓力控制閥來進(jìn)行管理的。在該氣瓶的解吸側(cè)的一個單向閥在該冷卻中的氣瓶和解吸歧管之間通過了隔離手段。因此，如果氣瓶IA正在冷卻，則氫不能從該公共的解吸歧管2回流到氣瓶1A。因此，該氣瓶不能再次吸收來自氣瓶IB的氫。然而，氣瓶IA仍可以通過吸收在該氣瓶本身內(nèi)所有可得的自由氣體而誘發(fā)一個真空。
為了將氣瓶IA保持在正壓下，在解吸歧管與吸收歧管之間添加了壓力控制閥13。在此氫將提供正壓，該閥將氫以非常接近于大氣壓的壓力下(如I. I巴)從解吸氣管供應(yīng)回到該氣瓶中。在這個壓力下該冷卻中的氣瓶的吸收速率大約為零并且因此在冷卻期間僅有可忽略的氫被再次吸收。一旦該材料被冷卻到室溫，吸收速率為零。可以接受的是允許氣瓶IA形成一個真空，并且因此沒有氫將被提供，或者使用另一種氣體來源比如氬氣、氮?dú)饣蚩諝鈦砥胶庠谠摎馄績?nèi)由由該冷卻中的儲存材料產(chǎn)生的壓力。將會理解的是，在本說明書中披露和限定的本發(fā)明擴(kuò)展至兩個或更多個從正文或附圖中提到的或顯而易見的單獨(dú)特征的所有替代性組合。所有這些不同的組合都構(gòu)成了本發(fā)明的不同的替代方面。
權(quán)利要求
1.一種用于從一個或多個儲氫容器中排出氫的系統(tǒng)，該一個或多個儲氫容器包含固體儲氫材料，該系統(tǒng)包括 一條氫供應(yīng)管線，用于連接到一個氫需求上； 一個能量遞送系統(tǒng)，用于向這些儲氫容器中的至少一個中的儲氫材料供應(yīng)熱量以便從該固體儲氫材料中解吸出氫； 一個或多個供應(yīng)連接導(dǎo)管，用于將該供應(yīng)管線連接到該一個或多個儲氫容器上；其中 連接到一個儲氫容器上的每個供應(yīng)連接導(dǎo)管具有一個回流防止裝置，當(dāng)該固體儲存材料在該供應(yīng)管線的壓力下不再解吸出氫時，該回流防止裝置防止或限制在該供應(yīng)管線中的氫回流進(jìn)入該儲氫容器中。
2.如權(quán)利要求I所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)該固體儲存材料在該供應(yīng)管線的壓力下不再解吸出氫時，該能量遞送系統(tǒng)被去活并且不再向該儲氫容器供應(yīng)熱量。
3.如權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中該回流防止裝置是單向閥或截止閥。
4.如權(quán)利要求2或3所述的系統(tǒng)，其中提供了一個輔助氫供應(yīng)系統(tǒng)，以便一旦該能量遞送系統(tǒng)被去活則向該儲氫容器供應(yīng)氫。
5.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其中該輔助氫供應(yīng)系統(tǒng)是從該供應(yīng)管線到至少該已經(jīng)去活的儲氫容器的一個輔助氫導(dǎo)管。
6.如權(quán)利要求5所述的系統(tǒng),其中該輔助氫導(dǎo)管具有一個壓力控制閥,用于在低于該供應(yīng)管線中的壓力的一個壓力下向該去活的儲氫容器供應(yīng)氫。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中該壓力控制閥在略高于大氣壓的一個壓力下向該去活的儲氫容器供應(yīng)氫。
8.如權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其中該壓力控制閥是一個遞減閥。
9.如權(quán)利要求4所述的系統(tǒng),其中該輔助氫供應(yīng)系統(tǒng)是一個二級儲氫氣瓶。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中該氫氣瓶在以下壓力下供應(yīng)氣體，該壓力是用于將該去活的儲氫單元中的壓力保持在相對于大氣壓為正的一個壓力下。
11.一種用于將氫供應(yīng)遞送至氫供應(yīng)管線的系統(tǒng)，包括 一個或多個包含固體儲氫材料的儲氫容器， 至少一個能量遞送系統(tǒng)，用于向至少一個儲氫容器中的固體儲氫材料供應(yīng)熱量，該熱量是足以從該固體儲氫材料中解吸出氫；以及 一個控制系統(tǒng)，用于基于該氫供應(yīng)管線中的氫需求而控制該能量遞送系統(tǒng)的啟動時間，該控制系統(tǒng)被配置成預(yù)料或確定當(dāng)需要將氫從該儲氫容器供應(yīng)到該氫供應(yīng)管線以滿足該氫需求時的時間、并且在該預(yù)料的時間之前一段時間啟動該儲氫容器中的能量遞送系統(tǒng)，以允許該儲氫容器中的材料加熱到以下溫度在該溫度下氫能夠以該氫供應(yīng)管線中的供應(yīng)壓力被供應(yīng)從而滿足該供應(yīng)管線中的氫需求。
12.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，包括兩個或更多個包含儲氫材料的儲氫容器，該控制系統(tǒng)被配置成預(yù)料或確定當(dāng)來自一個第一儲氫容器的氫供應(yīng)下降到低于預(yù)設(shè)水平時的時間、并且在該預(yù)料的或確定的時間之前一個預(yù)定時間啟動一個第二儲氫容器中的能量遞送系統(tǒng)，以允許在該第二儲氫容器中的材料加熱到以下溫度，在該溫度下氫能夠以該氫供應(yīng)管線的供應(yīng)壓力被供應(yīng)從而滿足該供應(yīng)管線中的氫需求。
13.如權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中該控制系統(tǒng)包括一個傳感器，該傳感器監(jiān)控了至該供應(yīng)管線的氫供應(yīng)變量，以及一個處理器，當(dāng)該處理器確定該氫供應(yīng)已經(jīng)降低到一個預(yù)設(shè)水平以下時，該處理器啟動該儲氫容器中的能量遞送系統(tǒng)。
14.如權(quán)利要求12或13所述的系統(tǒng)，其中當(dāng)氫的壓力已經(jīng)降到低于該氫供應(yīng)管線中的壓力時，該處理器將這些儲氫容器中的一個或多個的能量遞送系統(tǒng)去活。
15.一種用于將氫從氫遞送系統(tǒng)供應(yīng)至氫供應(yīng)管線的方法，該系統(tǒng)包括一個或多個包含固態(tài)儲氫材料的儲氫容器；至少一個能量遞送系統(tǒng)，該能量遞送系統(tǒng)用于向至少一個儲氫容器中的固體儲氫材料供應(yīng)熱量，該熱量是足以從該固體儲氫材料中解吸出氫；以及一個控制系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)用于基于該氫供應(yīng)管線中的氫需求而控制該能量遞送系統(tǒng)的啟動時間，該方法包括以下步驟 預(yù)料或確定當(dāng)需要將氫從該儲氫容器供應(yīng)到該氫供應(yīng)管線以滿足該氫需求時的時間，并且 加熱到以下溫度，在該溫度下氫能夠以該氫供應(yīng)管線的供應(yīng)壓力被供應(yīng)，從而滿足該供應(yīng)管線中的氫需求。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟當(dāng)該儲氫容器中的固體儲存材料在該供應(yīng)管線的壓力下不再解吸出氫時，將該能量遞送系統(tǒng)去活、并且不再向該儲氫容器供應(yīng)熱量。
全文摘要
一種用于從兩個或更多個包含固體儲氫材料的儲氫容器1A、1B、1C中排出氫的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括至少一個氫供應(yīng)管線，用于將這些儲氫容器連接到一個氫需求3上；一個能量遞送系統(tǒng)6A、6B、6C，用于向每個儲氫容器中的儲氫材料供應(yīng)熱量以便從該固體儲氫材料中解吸出氫；以及一個或多個供應(yīng)連接導(dǎo)管4A、4B、4C，用于將該一個或多個供應(yīng)管線連接到這些儲氫容器1A、1B、1C上。每個供應(yīng)連接導(dǎo)管具有一個回流防止裝置5A、5B、5C，以便防止該供應(yīng)管線中的氫回流進(jìn)入這些儲氫容器1A、1B、1C中。還披露了一個用于將氫供應(yīng)遞送至氫供應(yīng)管線的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括一個控制系統(tǒng)7，該控制系統(tǒng)用于基于該氫供應(yīng)管線的氫需求而確定一個能量遞送系統(tǒng)6A、6B、6C的啟動時間。控制系統(tǒng)7啟動下一個儲氫單元中的能量遞送系統(tǒng)6A、6B、6C，以便對下一個儲氫容器中的材料提供足夠的時間以使其加熱到以下溫度，在該溫度下氫是以該氫供應(yīng)管線的供應(yīng)壓力被提供的。
文檔編號F17C7/00GK102782390SQ201180010127
公開日2012年11月14日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月24日
發(fā)明者喬丹·克里斯托弗·皮爾斯, 亞歷山大·沃納·奈特, 安德魯·查爾斯·杜吉德, 斯蒂芬妮·瑪亞·莫羅茲, 馬修·坎貝爾·格里夫斯 申請人:海德瑞克斯亞股份有限公司