阅读说明：本技术 氢气储存装置 (hydrogen storage device ) 是由 迈克尔·弗朗西斯·莱维 乔恩·奥伯拉姆 卡斯滕·波尔曼 J-B·德芒东 于 2018-02-23 设计创作，主要内容包括：一种氢气储存装置(100),包括：第一材料(111),用于通过吸着来亚稳态地储存氢气；以及,第二材料(121),用于通过吸着来可逆地储存氢气；该装置包括所述第一材料(111)于其内的腔室(110),且所述第二材料与所述第一材料流体连通,所述流体连通是直接的或通过流体连通构件来实现,使得所述第二材料可逆地储存由所述第一材料解吸的氢气。(A hydrogen storage device (100) comprising: a first material (111) for metastable storage of hydrogen by sorption; and a second material (121) for reversibly storing hydrogen by sorption; the device comprises a chamber (110) within which said first material (111) is located, and said second material is in fluid communication with said first material, said fluid communication being either direct or via fluid communication means, such that said second material reversibly stores hydrogen desorbed from said first material.)

氢气储存装置

技术领域

本发明涉及一种氢气储存装置。本发明还涉及相关的系统和方法。

背景技术

目前有多种用以储存氢气的装置。这些装置可包括氢气储存材料。该氢气储存材料可为亚稳态材料。这种材料储存相当大量的氢气。但这种材料在使用时必须加热以提供显著的储存率。此外，即使在存放时，该亚稳态的材料也总是随着时间的流逝而释放少量氢气。

这些装置必须遵从与其预期用途相关的多重限制，例如在机动车辆中使用和/或在供应电力至燃料电池的应用中，储存或使用的特定条件。

因此，需要足够储存容量及储存率以确保所计划的用途。但是储存大量氢气会引发安全问题，尤其是当该装置必须在高温下使用或储存较长的时段时更是如此。能够设计这样的装置：通过强化该装置的壁来使其能够承受它们会承受例如高温。但这会产生装置的制造成本及重量过重的问题，同时仍存在安全风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于解决现有技术缺点中的至少一个的储存装置。

本发明的目的特别在于提供安全且有效的系统。

为达此目的，提供一种氢气储存装置，包括：

第一材料，用于通过吸着来亚稳态地储存氢气；和

第二材料，用于通过吸着来可逆地储存氢气，

所述装置包括所述第一材料放置于其内的腔室(被称为第一腔室)，且所述第二材料与所述第一材料流体连通，所述流体连通是直接的或通过流体连通构件来实现，使得所述第二材料可逆地储存由所述第一材料解吸的氢气。

这些特征有利地通过以下特征单独或以其技术上任何可能的组合来补充：

所述装置配置为使得当所述装置供应氢气时，能够释放储存在所述第二材料中的氢气；

所述第一材料和所述第二材料永久地保持流体连通；

所述第二材料布置于其内的第二腔室；

所述第一材料和所述第二材料适于供应足以操作氢气利用单元的氢气流，特别是所述单元的输入压力大于或等于1.5巴、特别是2.5巴、特别是5巴、特别是10巴；

所述第二材料适于形成金属氢化物，优选LaNi₅、FeTi、TiCr、TiV、TiZr和/或TiMn₂类的金属氢化物；

所述第一材料适于形成氢化物，优选金属氢化物，例如铝烷，例如至少铝烷相，例如α铝烷，例如α主铝烷和/或氨硼烷和/或1,2-二胺硼烷，和/或氢化锂和/或氢化铝锂；

适于允许气体排出的超压阀，优选超过一定压力，优选超过5巴至90巴；

用于加热所述第一材料和/或所述第二材料的构件。

本发明还涉及一种氢气储存和/或供应系统，包括此类装置及和氢气利用单元。

这些特征有利地通过以下特征单独或以其技术上任何可能的组合来补充：

适合控制所述装置的控制构件；

用于加热所述第一材料和/或所述第二材料的构件。

本发明还涉及一种用于操作该装置或该系统的方法。

附图说明

本发明的其他特性及优点将从对实施方式的以下描述中显现。在附图中：

图1示出了根据本发明的示例性实施方式的的装置；

图2以曲线图的形式示出了根据示例性实施方式的装置的解吸行为；

图3以曲线图的形式示出了根据本发明的示例性实施方式的压力随时间的变化；

图4示出了根据本发明的示例性实施方式的的系统；

图5示出了根据本发明的示例性实施方式的的方法；

图6示出了可逆储存材料与亚稳态储存材料之间行为差异的实例。

具体实施方式

氢气储存装置

一般性说明

参考图1，这图描述了氢气储存装置100。

装置100例如适合供应氢气至下文所描述的氢气利用单元。装置100例如被配置成形成下文所描述的系统的一部分。装置100例如配置成能够从如下所描述的系统上可交换和/或可拆卸的装置。该装置形成例如一筒。

第一材料

装置100包括第一氢气储存材料111。第一材料111例如通过吸着来储存氢气的氢气储存材料。

吸着(sorption)表示物质被吸附或被吸收在另一物质上或中的过程。吸收(absorption)表示材料将分子保持在其体积中的能力。吸附(adsorption)表示材料将分子保持在其表面的能力。

第一材料111可为固体材料或呈凝胶形式。第一材料111可为吸附和/或吸收储存材料。第一材料111可为氢化和/或脱氢储存材料。

该第一材料111包括或者为氢气储存材料，例如以便形成氢化物，优选形成金属氢化物，例如铝烷，例如至少铝烷相，例如α铝烷，例如α主铝烷(alpha prime alane)，和/或硼氮烷(Borazane，BH₆N)和/或1,2-二胺硼烷(还称为EDAB，BH₃NH₂CH₂CH₂NH₂BH₃)，和/或氢化锂(LiH)和/或氢化铝锂(LiAlH₄)。

第一材料为亚稳态氢气储存材料。

亚稳态是指在标准压力场(即，小于200巴)中一直处于氢气解吸状态中的材料。

图6因此示出在例如铝烷的亚稳态材料与例如TiMn₂类的可逆材料(非亚稳态)之间的差异。该图示出吸收或吸附或脱附平衡曲线，即，表示吸收、吸附或脱附平衡压力的曲线，在此情形中在例如80℃的给定温度下，该压力的自然对数(logarithme népérien)根据在该材料内的例如以重量百分比表示的氢气浓度而变化。在该曲线上方，该材料在填充区域中且因此捕获氢气。在该曲线下方，该材料在排放区域中且因此释放氢气。应注意的是该图是示意图且事实上该吸收或吸附曲线及该脱附曲线不一定合并而是保持类似轮廓及类似数量级。

该可逆储存材料的平衡曲线通常取决于温度：温度越高，平衡压力越高且排放区域越大。该曲线具有：低压增加的第一段；平均压力的实质稳定或稍微增加的第二段；及再次增加高压的第三段。该第二段通常比200巴低很多。

该亚稳态储存材料的平衡曲线具有：低压增加的第一段；平均压力的实质稳定或稍微增加的第二段；及还是增加高压的第三段。该第二段通常比可逆储存材料大很多，例如比200巴大很多，例如数千巴的数量级。因此，在平常或操作条件下，该亚稳态储存材料通常一直在解吸氢气而不捕获氢气的过程中。

该第一材料111按体积计具有例如小于或等于70％，优选小于或等于50％，优选小于或等于30％的孔隙度。因为该第一材料111的较大体积将有效地允许以致密的形式储存氢气，所以较小孔隙度使得具有较优的储存容量。

除非另外声明，否则第一、第二及其他序数的用语只是用以列举元件，而非强调这些组件之间的顺序。

第一腔室

装置包括第一腔室110。第一材料111例如布置在第一腔室110内。

该第一腔室110可包括一个或多个壁和/或区段。第一腔室110可形成一个或多个隔室。

第二材料

装置100包括第二氢气储存材料121。该第二材料例如为通过吸着来可逆地储存氢气的储存材料。

第二材料可为固体材料或呈凝胶形式。第二材料可为吸附和/或吸收储存材料。第二材料可为氢化和/或脱氢储存材料。

可逆意指起初被填充且已至少部分地释放的材料可至少部分地用该材料置于其中的介质(例如由气态氢气组成的介质)进行再填充。

部分再填充可按照惯例定义为在小于或等于200巴的压力下，在适于在该所考虑的压力下再填充该材料的温度范围内，例如用于再填充该材料的最佳温度下进行再填充，例如以便获得的预定填充率(例如50％)，例如以便使该填充率增加给定百分比，例如至少10％。

第二材料121包括或为例如适用于在-10℃至100℃的温度范围内，例如可逆地形成氢化物的氢气储存材料。能够在宽泛的储存条件下运行该装置。

第二材料121包括或为适用于例如在环境温度，例如-50℃至100℃的温度范围内形成氢化物，例如形成金属氢化物的氢气储存材料。

第二材料121为例如适用于储存氢气，该氢气在环境温度下，例如在20℃下，例如在一定压力下，例如在小于该装置100的最大压力的压力下，例如大约4巴的压力下，被供应至该第二材料。

装置的最大压力是指例如当装置置于操作中而该装置不受破坏时的压力。装置的最大压力例如小于或等于300巴，例如等于300巴；例如小于或等于100巴，例如等于100巴；例如小于或等于20巴，例如等于20巴。

第二材料121包括或为例如金属合金，该金属合金适合例如在环境温度下，例如在-10℃至100℃的温度范围内形成氢化物。

第二材料121包括例如粉末。

第二材料121可包括金属合金或由金属合金组成，例如A_nB_m型的金属间化合物，例如AB_m型、例如AB₂或AB₅，例如A_nB型、例如A₂B，例如AB型，其中A与B是金属化学元素，且n与m为大于或等于1的自然数。

第二材料121可包括金属合金或由金属合金组成，例如金属间化合物，例如包括铁和/或钒和/或钛和/或锆和/或镁。第二材料121可包括或其组成为以下中的至少一种合金：LaNi₅和/或FeTi和/或TiCr和/或TiV和/或TiZr和/或TiMn₂的合金，和/或相应的氢化物。第二材料121亦可包括或其组成为以下中的至少一种氢化物：NaAlH₄和/或LiNH₂和/或LiBH₄类型，以及相应的脱氢形式。第二材料121可包括或其组成为Ti_(1–y)Zr_y(MnVFe)₂类型的合金，其中y大于或等于0且y小于或等于1。

具体地，第二材料121可包括或其组成为如下合金：该第二材料121具有在1％与15％之间，例如在3％与10％之间，例如基本等于6％的锆质量分数。使用这样的质量分数尤其适合与车辆的燃料电池有关的应用。

第二材料121按体积计具有例如小于或等于70％，优选小于或等于60％，优选小于或等于50％的孔隙度。

可逆地储存由该第一材料解吸的氢气

第二材料121例如与第一材料111呈流体连通，所述流体连通为直接的或通过流体连通构件来实现，使得第二材料121可逆地储存由第一材料111解吸的氢气。

能够通过吸着而紧致地储存由第一材料解吸的氢气。

第一材料111和第二材料121可因此布置成使得该第二材料可逆地吸收/吸附由该第一材料释放的氢气。

事实上，当第一材料为亚稳态时，即使在环境温度下，它也会连续地释放少量氢气，从而一段时间后造成装置内的压力上升且可能限制该装置的储存时间或储存条件。

因此，可通过使用亚稳态储存材料来生产具有令人满意储存容量的装置，且特别在储存一段时间和/或由于该第二材料而温度上升时不存在安全性风险。

该装置，例如第一材料111和第二材料121可布置例如在装置的储存期间，例如装置未运行期间，例如未使用该装置来供应氢气时，例如当如下文所描述的氢气输入和/或输出构件160在闭合位置时，随着氢气的释放，第二材料捕获和/或可逆地储存由第一材料释放的氢气。

该装置，例如第一材料111和第二材料121可布置为使得该第二材料可逆地储存由该第一材料释放的氢气，以便限制例如在温度上升期间，氢气随着时间的释放而导致的第一腔室110内的压力上升。

此类装置亦省掉安全阀，或至少限制在极端情形下它的使用。这避免或限制与此类阀相关的缺点，诸如随着温度升高而引起的氢气损失，与氢气排放相关的安全性风险以及与此类阀的操作缺陷相关的风险，以及必须对此类阀进行的维护操作，以及在氢气排放时与固体材料排放相关的此类阀的操作缺陷的风险。此类装置亦免除尤其就温度和持续时间而言的储存和运输的限制条件。这避免或限制与此类限制条件相关的缺点，例如由制造至使用该装置时实施这些条件的复杂性；当例如汽车工业的应用领域已有许多规定时，例如特别是通过海运或陆运的运输时对运输中必须承受的高温的限制，例如该装置例如在有火的情形中突然承受非常高温时的额外风险，及例如布置储存装置的逻辑可能性及因此其可用性的限制。

此类装置比专门加固以提供更高稳定性的容器更具优势。事实上，因此能够避免重量储存容量大幅的降低，体积储存容量的降低，以及由加热较大量无储存功能的材料所导致的效力及热传递降低。而且，能够防止与经特别加固的容器相关的大幅质量增加及其给使用者带来的缺点，以及将该装置的输入和/或输出的尺寸设置成特别对抗尤其在高压下可承受的可能条件的需要。

此类装置还制造具有未被储存材料占用的额外体积的装置更具优势。事实上，因此能够避免体积储存容量的大幅降低以及重量储存容量的降低。由于氢气的密度低，所以该额外体积对减少压力提供的优势有限，因此可提出更有利的解决方案。而且，能够防止与具有较大内体积的容器相关的质量及体积增加以及其为给使用者带来的缺点。

此类装置因此在储存期间允许对高温具有更优耐受性和/或较多的储存时间和/或更优的安全性，同时保持有效的氢气供应和填充。

该装置具有降低的氢气损失，其中通过第二材料121储存的氢气可稍后在使用该装置时释放。事实上，亚稳态储存材料的使用温度与第二材料121的平衡压力成比例使得储存在第二材料121中的氢气可被全部释放。

两种氢气储存材料之间的直接流体连通意指例如此两种材料可接触或置于接触中，或可布置于同一空间中距离彼此一定距离，而在此两种材料之间没有组织气体(例如氢气)循环的任何障碍。

两种材料之间的流体连通构件意指用于在两种材料之间实施流体连通的任何结构，其中流体连通可为永久性的或不是永久性的。

使用的条件

第二材料121为例如适合例如相对于该第一材料111调整，以便在例如在该装置储存时，增加该装置100的储存时间，例如到达小于或等于90巴，例如小于或等于60巴，例如小于或等于30巴，例如小于或等于15巴的压力。

在储存时，装置100为例如被配置为使得由第一材料111释放的氢气引起装置内的压力上升，直到到达第二材料121的吸着平衡压力，例如吸收平衡压力，例如吸附平衡压力为止。第二材料121随后储存，例如吸收或吸附由第一材料111排出的氢气，且压力依据第二材料121的平衡压力曲线上升。当越来越多氢气被储存在第二材料中时，第二材料的吸着平衡压力以加快的较高速度上升，例如直到到达装置100的最大压力和/或如下文所描述的第一和/或第二阈值压力为止。如此能够减少第一腔室内的压力随着第二材料121的吸着平衡压力改变的上升。

在给定温度及给定填充率下材料的脱附平衡压力意指施加在该材料上使得不存在氢气释放的最小气体压力。在极低压力下，氢气会释放。

在给定温度和给定填充率下材料的吸收或吸附平衡压力意指施加于材料上以使得不存在氢气吸收或吸附的最大气体压力。在极高压力下，会吸收或吸附氢气。

该填充率例如以百分比表示。

该填充率可定义为在给定温度下引入该系统的氢气质量与该系统可容纳的最大氢气质量的比。

按照惯例，可以定义在例如200巴的参考压力下计算最大质量及由此计算填充率。

此外，第二材料121将释放的氢气紧致地储存在较小体积中，使得即使利用少量的第二材料121，仍然能够显著地延后到达高压，例如该装置的最大压力和/或如下文所限定的第一阈值压力或第二阈值压力的时间。

装置被设计成例如在由于该第二材料产生的额外质量与所得装置的延长的储存时间之间取得平衡。具体地，在较高的温度下，氢气的释放速度亦较大。依此方式，依据在第一材料和第二材料之间的预定比率来设置尺寸的装置在温度T₁的时间t₁和温度T₂的时间t₂到达该装置的最大压力和/或下文所描述的第一阈值压力或第二阈值压力，并且t₁<t₂且T₁>T₂。

第二材料121的体积例如严格小于第一材料111体积，例如小于或等于第一材料111的体积的50％，例如小于或等于第一材料的体积的25％，例如大于或等于第一材料的体积10％。

第二材料121例如被配置为使得其可吸收由该第一材料111释放的氢气以便例如在环境温度下，例如在最大温度下和/或如文所描述的第一和/或第二临界压力下，延长第一腔室110内的压力超过装置的最大压力和/或如文所描述的第一阈值压力或第二阈值压力的时间。

第二材料121的质量分数例如小于第一材料111的50％，例如25％，例如10％。

在给定的压力(例如4巴)和给定的温度(例如20℃)下，第二材料121例如具有严格小于第一材料111氢气储存容量的氢气储存容量，例如小于或等于第一材料111氢气储存容量的8％，例如小于或等于第一材料氢气储存容量的2％，例如大于或等于第一材料氢气储存容量的1％。依此方式，对于低储存容量的第二材料而言，其储存时间可大幅地延长。

加热构件

装置100可包括用于加热第一材料111和/或第二材料121的构件113。替代地或另外地，该装置可适合通过系统的加热构件113来加热第一材料111和/或第二材料121。该加热构件113为例如适合将第一材料111和/或第二材料121加热至该第一材料111和/或该第二材料121的操作温度。

该装置可包括改善热传递和/或保持循环期间的性能和/或渗透率和/或与预计的应用相关的其他功能的一种或多种材料。

第一材料111与第二材料121相比例如更靠近加热构件113。第一材料111例如布置在加热构件113与第二材料121之间。因此能够优先加热第一材料111。

加热构件包括例如加热器，例如至少一个电阻器和/或热交换器。

氢气输出构件

该装置100可包括氢气输出构件160，例如用于允许氢气离开装置，例如用于排出氢气。氢气输出构件160包括例如输出阀。该氢气输出构件160例如永久地保持与第一腔室110和/或与第一材料111的流体连通。氢气输出构件160例如布置在第一腔室110的区域中和/或第一材料111的区域中。

该氢气输出构件160可例如可在启动位置和闭合位置之间移动，在启动位置中，氢气可经由该构件离开该装置，在闭合位置中，氢气不能经由所述构件进入和/或退出该装置。

第一超压阀

该装置100可包括第一超压阀，适于使气体(例如氢气)从例如装置100例如从第一腔室110排出例如至装置外部，例如排放至如下文所描述的外部壳体的外部，例如以便以便例如限制装置的压力和/或阻止装置100超压，例如超过第一阈值压力，例如小于或等于装置100的最大压力。该第一阈值压力为例如小于或等于90巴，例如小于或等于60巴，例如小于或等于30巴，例如约15巴。

第二材料的定位

第二材料例如至少部份地布置在第一腔室110中。第二材料包括例如布置在第一腔室110中的多个隔开的部分，该多个分开的部分包括设置成未互相接触的至少两个部分。该装置具有易于制造的优点。

装置100可包括第二腔室。第二材料121例如布置在该第二腔室内。第二腔室形成例如与该第一腔室不同和/或分开的元件。该装置例如为更具模块化的或允许更模块化地实现以便用不同类型的第二腔室连接不同类型的第一腔室。

因此可制造这样的装置：该装置适于例如通过第一材料供应足以操作利用单元的氢气速率的，且在其储存期间在其储存一段长时间和/或温度上升的情况下通过第二材料而保持较低的压力。

第二腔室的体积例如严格小于第一腔室110体积，例如小于或等于第一腔室110的体积的50％，例如小于或等于第一腔室的体积的25％，例如大于或等于第一腔室的体积的10％。

第二腔室例如为缓冲腔室。

第二腔室例如设置在第一腔室110内。可替代地，第二腔室例如相对于第一腔室110连续地设置。

壳体

装置100包括例如外部壳体130，形成例如该装置的外壳。第一材料111和/或第二材料121，和/或第一腔室110例如设置在该外部壳体130内。外部壳体130例如环绕第一材料111和/或第二材料121和/或该第一腔室110延伸。该外部壳体130形成例如容器。

装置包括例如第一壳体114。第一腔室110例如在该第一壳体114内延伸。第一外壳114例如环绕第一腔室110延伸。第一外壳114界限和/或界定例如第一腔室110。

装置包括例如第二壳体124。第一腔室110例如在该第二壳体124内延伸。第二壳体124例如环绕该第一腔室110延伸。第二外壳124界限和/或界定例如第一腔室110。

第二壳体124例如在该第一壳体114内延伸。第一壳体114的至少一个壁例如与第二壳体124的至少一个壁连接。可替代地，第二壳体124例如距离该第一壳体114的壁一定距离处设置，例如在第一材料110内。

该外部壳体，第一壳体和/或第二壳体例如为金属的。

流体连通构件

装置可包括在第一腔室110与第二腔室之间的流体连通构件。

流体连通构件122可允许氢气流从第一腔室110流通至第二腔室，和/或由第二腔室流通至第一腔室110。

流体连通构件122包括连接第一腔室110和第二腔室的例如至少一个开口和/或管，例如多个开口和/或管。该开口例如为圆孔。至少一个开口和/或管，例如各个开口和/或管例如与至少一个过滤元件123装配，该过滤元件包括例如一个或多个过滤器。该过滤元件例如适于允许氢气通过和/或阻止第二材料的颗粒通过。过滤元件123例如适于防止固态物质的通过，例如防止第二材料121的通过。该过滤元件123可包括多孔材料，例如具有多孔区段的一个或多个管道、和/或织物或非织造纤维、和/或波纹板，例如波纹板金属，和/或一个或多个泡沫体和/或一个或多个线材结构。

至少一开口例如设置为面向该第一腔室110和/或第一材料111，例如在第二壳体124的刚性面的区域中。

该装置在第一材料与第二材料之间不需要被动或主动的阀系统或其他流量控制机构，从而能够简单地设计且更容易制造。

流体连通构件122，例如开口和/或管122例如设置在该第二壳体124的区域中。第二壳体124包括例如流体连通构件122。

第二超压阀

装置100可包括第二超压阀，其适于允许容许气体(例如氢气)例如从第二腔室排出，例如以便限制装置的压力和/或防止装置100的超压，例如超过第二阈值压力，例如小于或等于装置100的最大压力。

第二阈值压力例如小于或等于90巴，例如小于或等于60巴，例如小于或等于30巴，例如约15巴。

系统

一般性描述

参考图4，该图描述了氢气储存和/或供应系统200。该系统包括装置100或多个此类装置100。

系统200例如是用于储存和/或供应氢气至例如至少氢气利用单元230的系统。系统200例如是用于装置的氢气储存和/或供应系统。

系统200例如是用于车辆的氢气储存和/或供应系统。车辆例如是机动车辆。机动车辆例如是例如由燃料电池供电的电动车辆。机动车辆例如是热力发动机车辆。

系统200例如是用于固定系统的氢气储存和/或供应系统。该固定系统是例如电力供应单元，例如发电机，例如用于供应备用和/或紧急电力的单元，例如照明单元，例如用于照明建筑物的单元。电力供应单元例如是可携带的。

该系统例如配置为使得装置100是可更换的和/或可拆卸的。

利用单元

系统200包括例如至少一个氢气利用单元230，例如多个氢气利用单元。

至少一个氢气利用单元230是或包括例如氢气消耗单元。

至少一个氢气利用单元230是或包括例如用于例如在排出管线的区域中处理来自马达的气体的系统。

至少一个氢气利用单元230是或包括例如燃料电池，例如质子交换膜燃料电池。

至少一个氢气利用单元可包括燃料电池和/或适于为由燃料电池供电的电动马达。至少一个氢气利用单元是或包括例如氢气马达，例如适于被供应以氢气的热力发动机，例如内燃机和/或混合式动力发动机。

该系统例如被配置为使得至少一个装置100可为氢气利用单元230供应氢气。该系统包括例如流体连通构件240，用于通过装置100为氢气利用单元230供应氢气。流体连通构件240例如配备有阻断构件241，该阻断构件至少可在其中通过第一流体连通构件240进行流体连通的开启位置和其中不通过第一流体连通构件240进行流体连通的闭合位置之间移动。

氢气利用单元230例如配置为至少部分地供应加热构件113，例如借助废热，例如借助来自氢气利用单元230的热量。

氢气利用单元230具有例如大于或等于1.5巴，例如2.5巴，例如5巴，例如10巴的输入压力。

控制构件

系统200可包括控制构件270。该控制构件可包括至少一个处理器和/或RAM和/或ROM和/或显示构件，例如终端机。

控制构件270可包括适用于例如实时地测量和提供系统状态的一个或多个测量值的一个或多个传感器。控制构件270可包括装置100的第一温度传感器214，和/或氢气利用单元的第二温度传感器224。控制构件270可包括装置100的第一压力传感器214，和/或氢气利用单元的第二压力传感器224。

控制构件270可例如对装置200进行控制，例如对用于加热装置100或系统200的构件113进行控制。控制构件270可例如控制氢气利用单元230。控制构件270可例如对流体连通构件240进行控制，例如对阻断构件241进行控制。

控制构件例如配置为以实施诸如在下文描述的方法。

方法

参考图5，该图描述了用于实施装置100的方法。

该方法可包括用于制造或提供装置100的步骤1301。

该方法可包括用以储存和/或运输装置100的步骤1302。在储存和/或运输时，该装置100会经受温度的变化。

该方法可包括用于将装置安装在系统200的区域中的步骤1303。

该方法可包括用于利用装置100的步骤1304。该步骤1304包括例如通过装置100供应氢气。在利用步骤1304期间，氢气利用单元230或者另一热源系被配置为例如通过废热至少部分地供应加热构件213，例如以加热第一材料111和/或第二材料，例如该第一腔室110和/或第二腔室。

利用步骤1304可包括这样的操作步骤：在该操作步骤中，通过加热构件213使第一材料在第一腔室110保持最够高的温度以确保该第一材料111的氢气的解吸，例如脱氢，例如氢气的完全排出。

步骤1301和/或步骤1302和/或步骤1303和/或步骤1304例如以此次序例如循环地例如重复并且例如重复数次。每一次重复之前是例如从系统100退出该装置100，以及取出第一材料并且用填充有氢气的第一材料来替换装置中的第一材料。替代地或另外地，该方法可包括退出装置100和替换装置100的步骤1305，其中步骤1301和/或步骤1302和/或步骤1303和/或步骤1304于已经替换了用过的装置的装置100上进行。

在此，该装置具有令人满意的储存容量且可以以令人满意的速率和压力来供应氢气并可延长该装置100的储存时间。

例如，当第一材料111和第二材料121例如永久保持流体连通时，该方法的至少一个或多个步骤，例如步骤1301和/或步骤1302和/或步骤步骤1303和/或1304和/或步骤1305通过系统的压力来限定，其限定了第二材料的填充率，而该第一材料的填充率例如由其加热历程来界定。依此方式，第一材料111和该第二材料121因其不同的热力学行为而具有不同填充率。但是，具有第一材料111和第二材料121的装置可视为具有材料的装置。在两种材料之间被动地进行氢气的分配。

该方法可包括例如当氢气被释放时，例如在该装置的储存期间，例如当该装置未操作时，例如当该装置未被用于供应氢气时，通过第二材料捕获和/或可逆地储存由第一材料释放的氢气的步骤。该捕获步骤例如在步骤1302期间进行。该捕获步骤可包括使温度上升以及第一材料的相应的氢气释放。

该方法可包括例如在步骤1302期间，例如该捕获步骤之后，通过第一超压阀和/或第二超压阀来进行排气的步骤。

在储存步骤1302期间，第一材料111和第二材料121例如布置成使得由第一材料111释放的氢气引起装置内的压力升高，直到到达第二材料121的平衡压力，例如如本文所描述的吸附或吸收平衡压力和/或该装置的最大压力和/或第一阈值压力或第二阈值压力。第二材料121接着储存，例如吸收或吸附由第一材料111释出的氢气，而该压力依据第二材料121的压力平衡曲线上升。第二材料中储存的氢气量增加越多，第二材料的压力平衡增加越快。该压力接着继续升高直到到达第一阈值压力和/或第二阈值压力，在第一阈值压力和/或第二阈值压力下，第一超压阀和/或第二超压阀将释放氢气。

该方法可包括对应于如前所述的该装置操作的一个或多个步骤。

详细实例

参考图2，这图示出了铝烷型第一材料111在25℃的行为实例。该图以纵坐标表示重量百分相对于时间的变化。在该实例中，第一腔室110容纳有初始储存在铝烷内的100g氢气。该装置具有小于2kg的总质量。该超压阀被激活的阈值压力为15巴。

在虚线所示的第一情况下，该装置不包括任何第二材料。在0.53年达到阈值压力。

在实线所示的第二情况下，该装置如本文所述且因此包括第二材料121，例如50g或2.5wt％的第二材料，其为例如金属合金氢化物AB₂型，例如具有约1.5wt％的氢气储存容量。到达阈值压力的时间则增加108％或超过2倍。

图3显示了图2中的虚线所示的第一情况和实线所示的第二情况下压力(以巴为单位)随时间(以天数计)的变化。在存在第二材料121的情况下，该压力保持在长时间段中保持较低的水平，因此增加了安全性。