具体实施方式

现在将详细参考关于附图讨论的示例性实施例。在一些情况下，将贯穿于附图和以下描述使用相同的附图标记，以指代相同或相似的部分。除非另有限定，否则技术和/或科学术语具有本领域普通技术人员通常理解的含义。足够详细地描述了所公开实施例，以使得所属领域技术人员能够实践所公开实施例。应理解，在不背离所公开实施例的范围的情况下，可利用其它实施例，并且可进行改变。因此，材料、方法和示例仅是说明性的，并且不旨在一定是限制性的。

本公开涉及用于从液态氢载体产生氢气的系统和方法。所公开方法和系统例如可用于提供按需氢源，例如，以支持需要按需产生氢的燃料电池系统。在一些实施例中，所公开系统和方法可用于供应氢，以便为电动交通工具（例如，汽车、卡车、自行车、助力车、高尔夫球车、飞机或航天器）供能。所公开系统还可用于供应氢，用于为电子装置（例如，蜂窝电话或其它移动装置、膝上型计算机、个人计算机、相机、可穿戴电子装置、IoT装置、医疗装置、远程控制式汽车或无人机或者任何其它电子装置）供能。以上应用仅是示例性的，并且所公开系统可用于在各种其它应用中产生氢。

图1显示了氢产生系统10的示例性实施例。氢产生系统10可包括用于储存氢液体载体的储存系统20。储存系统20可包括液态氢载体罐100、载体出口管线113（箭头114指示液态氢载体的流动）以及废液态氢载体入口管线115（箭头116指示废液态氢载体的流动）。液态氢载体罐100还可包括液态氢载体入口131，以接收液态氢载体。根据所公开实施例，液态氢载体罐100可被配置为储存液态氢载体，用于氢提取。液态氢载体罐100可通过载体出口管线113将液态氢载体供应到氢气反应器（氢气反应器）120，用于氢气反应器120内的氢提取，如下文进一步详细描述的。在一些实施例中，液态氢载体罐100可包括两个室（例如，室101和102），如图1中所示。在此类实施例中，室101可被配置为储存液态氢载体111，用于供应到氢气反应器120。室102可被配置为储存在氢提取过程期间产生的废液态氢载体112，其可通过废液态氢载体管线115接收，如图1中所示。可选地，液态氢载体罐100可包括单个室，并且储存系统20可具有用于储存液态氢载体和废液态氢载体112的单独罐。液态氢载体罐100可由对于液态氢载体111的极端碱性条件（例如，pH >14）具有相对高抵抗力的材料制成。例如，液态氢载体罐100可由耐碱聚合物制成或涂覆，例如，聚烯烃塑料、聚四氟乙烯(Teflon®)、聚偏二氟乙烯等等。在一些实施例中，液态氢载体罐100还可由耐碱金属制成，例如，316不锈钢、Monel®、Inconel®、Incoloy®、Hastelloy®和类似。附加地或可选地，液态氢载体罐100可包括含氟聚合物层，例如，PTFE、PTFA、FEP、Hiperflon®和类似。液态氢载体罐100还可包括用于从罐排出流体的清除管142。

液态氢载体111可为当与催化剂接触放置时适于产生氢的任何液体。液态氢载体111可包括金属硼氢化物或适于氢的其它材料。在说明性实施例中，金属硼氢化物可包括可由化学式M¹-BH₄描述的任何化合物，其中，M¹可为选自由国际纯化学与应用化学联合会(IUPAC)限定的元素周期表的第1族的金属，或选自元素周期表的第1族的金属的合金。在说明性实施例中，金属M¹可包括Li、Na、K、Rb、Cs、Ca和Fr。然而，在一些实施例中，金属M¹可选自周期表的第2族，并且可包括Mg和Be。可选地，M¹金属还可包括Al、Ti、Be、Zn、Sc、Ca或其它合适金属。

在一些实施例中，液态氢载体111可包括包含多于一种金属的化合物。在说明性实施例中，液态氢载体111可包括具有由化学式M^1aM^1b -H₄描述的化合物的三元氢化物，其中，M^1a和M^1b可为金属。在示例性实施例中，M^1a可包括Li、Na、K、Rb、Cs、Ti、Be、Zn、Fr或其它合适金属。在示例性实施例中，M^1b可包括B、Al、Ni、Zn、Be、Ca、Sc、Ti或其它合适金属。附加地或可选地，液态氢载体可包括季氢化物，例如，Li-B-N-H或由化学式M^1aM^1bM^1c -H₄描述的其它合适的季氢化物。

液态氢载体111可包括除了金属硼氢化物的水溶液以外的其它化合物。例如，液态氢载体可包括溶解度增强的化学物质或稳定剂，例如，可溶金属氢氧化物（例如，氢氧化钾）。其它可用稳定剂可尤其包括氢氧化钾或氢氧化锂。液态氢载体的液体组份可包括任何合适的液体。此类液体可包括水或酒精。液态氢载体111还可包括添加剂、稳定剂或其它反应增强剂（例如，作为稳定剂的氢氧化钾）以及表面活性剂或胶凝剂的增稠剂。液态氢载体111可为市售液体硼氢化物，例如，Electriq Global (EG)公司的E-Fuel。

液态氢载体111可包括除了金属氢化物或金属硼氢化物的水溶液以外的其它化合物。例如，液态氢载体111可包括溶解度增强的化学物质或稳定剂，例如，可溶金属氢氧化物（例如，氢氧化钠）。其它可用稳定剂可尤其包括氢氧化钾或氢氧化锂。液态氢载体111的液体组份可包括任何合适的液体。此类液体可包括水或酒精。液体载体还可包括添加剂、稳定剂或其它反应增强剂，例如，作为稳定剂的氢氧化钠、作为表面活性剂的聚乙二醇或许多其它物质。如本文使用的，液体可包括流动的并且具有恒定（或几乎恒定）体积的流体或物质。液体可包括符合其容器形状的可流动介质。所公开实施例的液体可展现宽粘度范围。在一些情况下，所公开液体可具有类似于或小于水的粘度。在其它情况下，所公开液体可具有大于水的粘度。所公开液体可具有1 cP或以下的粘度。然而，在其它情况下，所公开液体可具有大于1 cP、大于10 cP、大于100 cP或大于1000 cP的粘度。在一些示例中，所公开液体可包括水稠度。在其它情况下，所公开液体可展现糊状稠度。所公开液体可包括可流动介质，例如，糊剂、胶体溶液、宾汉塑料流体、悬浮液和类似。

在各种实施例中，系统10可包括催化剂121，其可包括用于促进氢产生的任何合适的催化剂。例如，催化剂121可包括过渡金属，例如，Fe、Co、Cu、Ni、Ru、Pt、B、合金以及其组合。在一些实施例中，催化剂121可包括第III族金属，钴-P、钴-B、钴-Ni、P和钴-NIB或Electriq Global™ E-Switch。根据本公开，催化剂可包括金属结构以及金属结构上的催化剂涂层。涂层可包括当与液态氢载体111接触时适于促进氢产生的任何材料。例如，涂层可包括的层包括Ni。在一些情况下，涂层可包括被设置在内层上的外层。外层可包括对于氢产生过程起催化作用的组份。在一些实施例中，外层可包括第III族金属（例如，钴-P、钴-B、钴-Ni、P和钴-NIB）。外层可使用各种涂覆或镀覆方法施加。

根据氢产生要求，可使用某些涂层材料和技术。例如，钴-P可在感应恒定电位条件下沉积在镍阴极上，以与其它技术相比实现具有相对均匀簇大小和分布的均匀涂层。与使用其它技术镀覆的催化剂相比，通过钴-P在感应恒定电位下沉积而制备的催化剂还可随时间产生更高的氢流动，并且展现更高的耐久性。然而，应理解，可使用其它涂覆或镀覆技术，例如，无电沉积或电沉积。

在一些实施例中，催化剂的金属结构可由不锈钢构成。金属结构上的催化剂涂层（例如，镍基涂层）可包括一定粗糙度值或粗糙度值范围，这可促进催化剂材料与液态氢载体之间的相互作用。在一些实施例中，包括Ni层的催化剂涂层可具有被计算为粗糙度平均值(Ra)的在6.3 - 25 µm之间的粗糙度值。虽然本公开提供了示例性粗糙度值的示例，但是应注意，本公开的方面在其最广泛意义上不限于这些特定值。

液态氢载体111可被配置成使得液态氢载体111在与催化剂流体接触放置时分解，以释放氢。在各种实施例中，当反应物溶解在水中时，可执行反应物（例如，M¹BH₄）与水之间的化学反应。M¹BH4基载体可在延长的时间周期下被储存，而不实质性分解。然而，在存在催化剂121的情况下，并且在宽温度范围下，载体可产生氢。例如，反应可由以下示例性化学式描述：M¹BH4 + 2H2O → MBO2 + 4H2。然后，所产生的氢(4H2)可用于由燃料电池或另一装置消耗。在各种实施例中，废液态氢载体112在氢从液态氢载体释放时在反应期间形成。在说明性实施例中，M¹-BH₄的水溶液可用作液态氢载体，并且经由化学反应，可释放氢，并且形成废液态氢载体112，所述废液态氢载体112可为金属硼酸盐的水溶液。虽然金属硼酸盐的水溶液是废液态氢载体112的一个示例，但是载体112 可包括各种其它化合物。在说明性过程中，当使用金属氢化物作为液态氢载体时，所产生的废液态氢载体112可包括金属和偏硼酸盐。

氢产生系统10可进一步包括用于产生氢的氢气反应器120。例如，液态氢载体111可在与催化剂121接触时在氢气反应器120中释放氢，如上所述。氢气反应器120可被配置为例如通过基于氢气反应器120内的载体量调节或改变催化剂121的表面积而促进氢的提取。例如，氢气反应器120可被配置为减小催化剂121之间的间隔，以便增加催化剂的湿润表面积，从而增加氢气产生。氢气反应器120可进一步包括压力调节器144、安全阀143和/或热电偶传感器145中的至少一个。氢气反应器120可由对于液态氢载体111的极端碱性条件（例如，pH >14）具有相对高抵抗力和/或具有相对高热传递性质的材料制成或涂覆。例如，氢气反应器120可由316不锈钢、Monel®、Inconel®、Incoloy®、Hastelloy®或其它耐碱材料制成。氢气反应器120还可包括用于从反应器120排出液态氢载体（或废液态氢载体）的清除管141。

如图1中所示，氢流出管线125A（箭头122指示氢流动的方向）可将氢从氢气反应器120输送到氢储存室126。然后，室126可经由氢管线125B将氢输送到燃料电池130。氢气反应器120可进一步包括过滤器146，下文在图3A和图3B中更详细地描述。图3A显示了过滤器146的顶视图，并且图3B显示了过滤器146的三维视图。过滤器146可被布置成从氢过滤气雾混合物（例如，在氢气反应器120内在催化水解反应期间产生），以保护燃料电池130免受损坏。过滤器146可嵌入氢气反应器120内，例如，相邻于氢出口125A。在一些实施例中，过滤器146可嵌入氢气反应器120的覆盖物内。

在各种实施例中，所产生的氢可经由流出管线125A输送到氢储存室126，并且随后输送到燃料电池130。在各种实施例中，系统10可包括压力传感器和压力泵（图1中未显示），从而促进液态氢载体、废液态氢载体112的流动以及氢的流动通过管线113、115、125A和125B。例如，可使用泵，以将液态氢载体111泵送到加压氢气反应器120中。在一些实施例中，液态氢载体111可在氢从氢气反应器120释放并且储存在氢室126中时流动到氢气反应器120中。在示例性实施例中，可使用泵，以将氢从氢气反应器120传送到室126。

系统10还可包括可由图1中示意性地所示的计算系统15操作的控制器。计算系统15可包括计算机可读储存介质150，其可保持和储存数据和程序指令，用于由处理器140执行。储存介质150可包括例如电子储存装置、磁性储存装置、光学储存装置、电磁储存装置或此类装置或其它合适的电子储存装置的任何合适的组合。计算机可读储存介质的更具体的示例的非穷举列表可包括随机存取储存器(RAM)、只读储存器(ROM)、可擦除可编程只读储存器（EPROM或闪速储存器）、静态随机存取储存器(SRAM)、记忆棒和/或类似。

储存在计算机可读储存介质150上的程序指令可包括按一种或多种编程语言（包括面向对象的编程语言、过程编程语言或功能性编程语言）的任何组合编写的汇编器指令、机器相关指令、固件指令、源代码或目标代码。编程语言可为Fortran、Lisp、C++或类似。程序指令可由计算系统15的处理器140执行。在一些实施例中，计算系统可提供用户界面16，所述用户界面16被配置成允许用户11修改数据、更新程序指令或者键入由程序指令使用的各种参数。

在各种实施例中，计算机系统15的处理器140可被配置成接收指示对于氢气的需求的信号（也称为指示）。作为响应，处理器140可控制一个或多个阀，以调节液态氢载体111的流率，以满足对于氢气的需求。在说明性实施例中，指示对于氢气的需求的信号可由被配置成使用氢作为燃料源的任何功耗系统生成。例如，对于安装在交通工具上的系统10，指示对于氢气的需求的信号可源自各种交通工具系统（例如，动力控制处理器、加速器系统、氢燃烧控制系统、高级驾驶员辅助系统(ADAS)、自主交通工具控制系统等等）或者可与其相关联。在一些实施例中，处理器140也可采用反馈控制系统，以调节液态氢载体111的流率。处理器140可接收与系统相关联的测量参数值，并且控制液态氢载体111的流率，以减小或消除测量参数值与参数的目标值之间的差。例如，处理器可测量与由氢气反应器120中产生的氢供能的装置相关联的速度、功率输出或另一参数，并且可基于参数而调节液态氢载体111。在此类实施例中，处理器140可采用逻辑控制器（例如，PID控制器或类似），以促进反馈控制过程。

应注意，除了计算系统15以外，可使用各种其它技术，以控制液态氢载体111的流率，以满足对于氢气的需求。例如，在一些实施例中，液态氢载体111的流率可为自动的，并且可例如响应于氢气反应器120与液态氢载体罐100的室101之间的压降而发生。

载体出口管线113可具有各种配置。图2显示了载体出口管线113的区域200的一种示例性配置。例如，在一些实施例中，载体出口管线113可包括外保护层201、绝缘层202、结构层203和化学惰性层204。在各种实施例中，所描述的层仅是说明性的，并且可存在各种其它合适的层，或者可省略上述层中的一些。例如，可存在多于一个合适的结构层。在一些实施例中，出口管线113的部分可包含形成管线113的第一部分的第一组层，并且另一部分可包含形成管线113的第二部分的第二组层，其中，第一管线部分和第二管线部分在连结部处连接。

在一些实施例中，外保护层201可包括可保护出口管线113免于与周围环境相互作用的任何层。在示例性实施例中，外保护层可包括塑料层（例如，聚氯乙烯或聚四氟乙烯层）或可形成为金属锌层、氧化物层（例如，氧化铝）和/或类似的防锈层。在各种实施例中，绝缘层202可包括包含气体的多孔层，以减少或最小化环境温度波动对于液态氢载体的性质的影响。在示例性实施例中，在绝缘层中使用的材料可包括由各种合适的材料形成的泡沫，例如，膨胀聚苯乙烯泡沫。

在各种实施例中，结构层203可由可减少或防止由于管线113内的压力而导致出口管线113破裂或泄漏的风险的材料形成。在示例性实施例中，结构层203可包括铜、铝、不锈钢和/或类似。在一些实施例中，结构层203可包含内部机械结构（例如，结构层可由具有强度加强纤维或强度加强填料的复合材料形成）。

在各种实施例中，化学惰性层204可相邻于液态氢载体沉积，以减小或防止出口管线113的各种层与液态氢载体111反应的风险。在各种说明性实施例中，内层204可由热塑性聚烯烃（例如，聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)或聚丁烯-1 (PB-1)）形成。在一些实施例中，内层204可由聚烯烃弹性体(POE)、聚异丁烯(PIB)、乙丙橡胶(EPR)、三元乙丙橡胶（M级）或橡胶（EPDM橡胶）形成。在一些实施例中，内层204可由含氟聚合物形成，所述含氟聚合物包括但不限于氟化乙烯丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PTFE)、全氟烷氧基(PFA)、乙烯与四氟乙烯的共聚物(ETFE)和/或类似。

在各种实施例中，并且类似于图2中对于出口管线113所示的结构，废液态氢载体入口管线115（图1中所示）也可由若干层构造。此类层可包括外保护层201、绝缘层202、结构层203和化学惰性层204，如图2中所示。附加地或可选地，系统20的室101和/或102可由若干层形成，所述层可包括外部保护层201、绝缘层202、结构层203和化学惰性层204，如上所述。在各种实施例中，用于入口管线115的惰性层204的组成可不同于用于出口管线113的惰性层204的组成，以便考虑废液态氢载体112的不同化合物（如与形成液态氢载体的化合物相比）。

在各种实施例中，形成废液态氢载体入口管线115的壁的所述层仅是说明性的，并且可存在各种其它合适的层，或者可省略上述层中的一些。在一些实施例中，入口管线115的部分可包含形成管线115的第一部分的第一组层，并且入口管线115的另一部分可包含形成管线115的第二部分的第二组层，其中，第一部分和第二部分在连结部处连接。在各种实施例中，管线115可包含一个或多个部分。

图3B显示了过滤器146的示例性实施例。过滤器146可包括以下中的至少一个：可移除地附接到反应器覆盖物147的镍网146A、隔膜146B和/或用于将隔膜146B和/或镍网146a紧固到反应器覆盖物147的隔膜保持器146C。隔膜146B可由高度疏水的材料制成，和/或可具有预先确定的孔隙大小（例如，0.2 μm）。隔膜146B的材料和/或孔隙大小可被确定成有效地从氢过滤其气雾混合物。

在图4中所示的一些实施例中，氢气反应器120可包括催化剂子单元400。催化剂子单元400可包括散布有催化金属化合物的多个镍网薄片401，如图4中所示。在一些实施例中，多个镍薄片401中的每个在与室温液态氢载体接触时可产生约0.5升/分钟的氢。催化剂子单元400可进一步包括基部402。基部402可容纳多个镍网薄片401。基部402可用于使镍网薄片401定位在氢气反应器120内的期望/预先确定的位置处。催化剂子单元400可具有各种形状。在一些实施例中，催化剂子单元400可具有圆锥形状。

镍薄片401的网状结构可增加催化金属化合物与液态氢载体111的表面积和/或接触面积。镍可为薄片401提供对于电流（合成）和热（反应）的期望传导性。镍可进一步为薄片401提供期望电化学性质（合成）以及对于液态氢载体111的极端碱性条件的期望抵抗力（反应）。

图5显示了系统10的说明性实施例，其包括液态氢载体罐100、氢气反应器120、氢供应出口125A、催化剂121以及反应器截止阀501、主载体轨道507、排放阀503和载体供应阀505。在各种实施例中，载体供应阀505可将液态氢载体从外部源供应到液态氢载体罐100，排放阀503可排放来自反应器120的废液态氢载体112，并且反应器截止阀501可控制液态氢载体从液态氢载体罐100到反应器120的流动。在说明性实施例中，图5中绘示的系统10可按不连续周期性循环从液态氢载体产生氢。在此类实施例中，主载体轨道507可用于将液态氢载体从液态氢载体罐100供应到氢气反应器120，并且用于经由排放阀503从氢气反应器120排出废液态氢载体112。在示例性实施例中，系统10可通过首先使液态氢载体111经由轨道507从载体储存器100流动到氢气反应器120而操作。此处，液态氢载体111可与催化剂121反应，以释放氢，所述氢可通过氢供应出口125A从氢气反应器120输送。在氢产生循环完成之后，或者在任何其它合适的时间，废液态氢载体112可从氢气反应器120收集，流动通过载体轨道507，并且可经由排放阀503从系统10离开。

与图5的循环氢产生系统10相比，图6中所示的实施例可操作，以按更连续的方式产生氢。例如，液态氢载体可从上汽缸盖流动（例如，如通过箭头601所示），并且作为废液态氢载体112被收集在室120的底部处。在各种实施例中，催化剂121可沉积在氢气反应器120的壁上，并且可随着载体通过壁附近而促进来自液态氢载体111的氢释放。在各种实施例中，氢可例如在氢歧管615处被收集在氢气反应器120的顶部处，用于流动到氢储存室126，或者用于流动到燃料电池130（或者流动到任何其它氢储存或消耗单元）。

在各种实施例中，氢气反应器120可包括液体冷却系统，诸如，例如，冷却水套管625，如图6中所示。套管625可被配置为冷却氢气反应器120的壁。冷却套管可包括被设置在套管内的液体。在一些实施例中，冷却套管可包含冷却流体，以促进热管理。冷却流体可包括水、乙二醇或一些其它气体或液体冷却剂或者其组合。冷却套管可在套管内部包含多个翅片或挡板，以促进热传递。可选地，冷却套管可包括管壳式热交换器或其它已知热传递装置。冷却套管可通过各种可选结构而被包括在氢气反应器120的壁内。

下文描述的各种实施例涉及用于按需产生氢气的批量系统。如上所述，此类实施例可包括用于储存液态氢载体的储存器，并且还可包括氢气反应器（其包括催化剂）。使液态氢载体流动到氢气反应器中可在液态氢载体与催化剂接触的情况下引起氢气产生。系统的批量方面可指的是以下特性：系统可被供应一批液态氢载体（例如，有限量的液态氢载体），从所述液态氢载体可释放一定体积的氢气。当已经从一批液态氢载体释放了总体积的氢气时，可从批量系统移除废液态氢载体，并且另一批液态氢载体可被供应到系统，作为加注过程的部分。当然，批量的构思仅是对于所公开系统可如何用于产生氢气的一个示例的说明。所描述实施例中的任何还可与某些结构和控制件组合，或者被修改成包括某些结构和控制件，从而实现液态氢载体的更连续供应，这可至少在局部系统水平上消除利用液态氢载体加注系统的需要。

图7A和图7B显示了经由液态氢载体通道711连接到彼此的液态氢载体储存器701和氢气反应器120的示例性实施例。液态氢载体储存器701和所连接的氢气反应器120可被称为系统700（如图7A中所示）和系统710（如图7B中所示）。液态氢载体通道711可由若干段形成，例如，液态氢载体储存器701与分支连接器746之间的储存器分支741以及连接分支连接器746与氢气反应器120的反应器分支743。在各种实施例中，液态氢载体通道711可被配置为使液态氢载体111在氢气反应器120与液态氢载体储存器701之间流动。在一些实施例中，储存器分支741和反应器分支743可包括对应储存器分支阀744和反应器分支阀745。可打开/关闭阀744和745，以允许/终止液态氢载体111在液态氢载体储存器701与氢气反应器120之间的流动。在一些实施例中，可关闭至少一个阀（阀744或阀745），以防止液态氢载体111在液态氢载体储存器701与氢气反应器120之间的流动。阀744和745可被配置为由用户11（例如，用户11转动阀744或745中的一个）、由控制器（例如，接收指令（例如，来自计算系统15的电气信号）的机械装置）或其组合操作。在示例性实施例中，计算系统15可允许用户11经由界面系统16控制阀744和745。在本文，除非另有说明，否则与阀相关的术语“控制”指的是对于阀的任何操纵（例如，打开阀、关闭阀、部分打开阀或部分关闭阀）。

在各种实施例中，液态氢载体111可经由流入液态氢载体通道747而被输送到液态氢载体储存器701中。在图7A中所示的示例性实施例中，通道747可包括阀749，其允许液态氢载体111流动到液态氢载体通道711中，如图7A中所示。在示例性实施例中，可通过手柄元件748关闭阀745，从而防止液态氢载体111进入氢气反应器120（如图7A中所示），所述手柄元件748定位（例如，垂直于反应器分支743中的流动方向定向）成关闭阀745。在示例性实施例中，可打开阀744，从而导致液态氢载体111经由通道747和分支741流动到液态氢载体储存器701中。图7B示出了系统710，其中，流入液态氢载体通道747直接连接到液态氢载体储存器701。此类配置可不要求阀744的存在，因为阀745（图7B中所示）可控制液态氢载体储存器701与氢气反应器120之间的流动。在示例性实施例中，通道747和阀749可被配置为从液态氢载体罐100输送液态氢载体111。

在示例性实施例中，可同时打开或同时关闭阀749和745。附加地，可打开阀749，而关闭阀745，或者可关闭阀749，而打开阀745。在一些实施例中，可部分打开阀749和745中的一个，或者可部分打开阀749和745两者。在各种实施例中，类似于阀744和745，阀749可被配置为由用户11、由控制器（例如，接收指令（例如，来自计算系统15的电气信号）的机械装置）或者由其组合操作。在示例性实施例中，计算系统15可允许用户11经由界面系统16控制阀749、744和745。

在各种实施例中，液态氢载体储存器701包括被配置为容纳液态氢载体111的壳体。在一些实施例中，液态氢载体111可占据液态氢载体储存器701壳体的整个体积，并且在一些实施例中，液态氢载体111可部分占据液态氢载体储存器701壳体。当液态氢载体111仅占据液态氢载体储存器701壳体的部分时，液态氢载体储存器701壳体的另一部分可由气体774占据。在示例性实施例中，气体774可为氢气或惰性气体（例如，氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、其组合）或者不与氢气反应的任何其它气体。

在各种实施例中，氢气反应器120包括容纳催化剂121的壳体，所述催化剂121可浸入到位于氢气反应器120内的液态氢载体111中。例如，催化剂121包括可由液态氢载体111润湿的表面。在各种实施例中，液态氢载体111可占据氢气反应器120壳体的部分，并且氢气反应器120壳体的另一部分可由氢气773占据。当催化剂121与液态氢载体111相互作用时，从氢气反应器120内部的液态氢载体111提取氢气773，从而导致氢气反应器120内的压力增加。在图7A中所示的示例性实施例中，当阀741和745打开时，可允许液态氢载体111响应于液态氢载体储存器701中的压力与氢气反应器120中的压力之间的压差而在液态氢载体储存器701与氢气反应器120之间流动。例如，如果氢气反应器120中的压力高于液态氢载体储存器701中的压力，则液态氢载体111可经由通道711从氢气反应器120流动到液态氢载体储存器701。可选地，当氢气反应器120中的压力低于液态氢载体储存器701中的压力时，液态氢载体111可经由通道711从液态氢载体储存器701流动到氢气反应器120。在各种实施例中，液态氢载体111经由液态氢载体通道711在液态氢载体储存器701与氢气反应器120之间流动的速率可响应于液态氢载体储存器701的压力与氢气反应器120的压力之间的压差。例如，可通过伯努利方程而描述液态氢载体111的流率对于压差的函数。在示例性实施例中，正压差（例如，液态氢载体储存器701的压力大于氢气反应器120的压力）可导致液态氢载体111的正流率（即，液态氢载体111流动到氢气反应器120中），而负压差可导致液态氢载体111的负流率（即，液态氢载体111流动离开氢气反应器120）。

如上所述，本文可使用术语“自调节系统”，以描述各种所公开实施例。在一些情况下，例如，使用术语“自调节系统”，以描述通过液态氢载体通道711连接的液态氢载体储存器701和氢气反应器120的系统（图7A或图7B中所示）。如下文更详细地描述的，此类自调节系统可例如在某些情况下响应于压差而自动操作，以确保使适当量的液态氢载体接触催化剂的适当表面积，使得以满足特定需求的速率产生氢气。在一些情况下，如下文将讨论的，随着氢需求增加，并且氢气从反应器120流动，到反应器中的液态氢载体（例如，流率、总体积等等）可增加，以便增加（或至少维持）液态氢载体与催化剂之间的表面积接触水平，以便满足变化的氢气需求。随着反应器对于氢气的需求减少，液态氢载体（例如，流率、总体积等等）可减少，使得液态氢载体与催化剂之间的表面积接触水平减少。此类减少可响应于对于氢气的减少需求而导致氢气产生的对应减少。

在自调节系统的某些实施例中，氢气反应器120中的氢气773提取速率可取决于位于氢气反应器120中的氢气773的压力相对于液态氢载体储存器701中的气体的压力以及在氢气773提取期间在氢气反应器120中的液态氢载体111的体积。例如，当液态氢载体储存器701与氢气反应器120之间的压差为正（即，液态氢载体储存器701中的压力高于氢气反应器120中的压力）时，液态氢载体111从液态氢载体储存器701流动到氢气反应器120中，从而导致在氢气反应器120内部的更大体积的液态氢载体111。氢气反应器120中的更大体积的液态氢载体111可导致氢气提取速率的增加，这是由于催化剂121的更大面积由液态氢载体111湿润（例如，导致催化剂121对于液态氢载体111的暴露增加）。由于氢气反应器120中的氢气773的压力相对于液态氢载体储存器701中的压力增加，因此液态氢载体111可从氢气反应器120流动到液态氢载体储存器701中，因此减小了可用于氢提取的液态氢载体111的体积。液态氢载体111的体积的减小可导致由液态氢载体111湿润的催化剂的面积的减小（例如，导致催化剂121对于液态氢载体111的暴露减少），因此转而导致氢气提取速率的减小。随着液态氢载体111从氢气反应器120流动，氢气反应器120中的压力可由于氢气773的膨胀而减小（氢气773的膨胀是由于随着液态氢载体111的体积在氢气反应器120中减小而增加了气体773的可用空间）。随着液态氢载体111从氢气反应器120流动到液态氢载体储存器701，液态氢载体储存器701中的压力可增加（因为位于液态氢载体储存器701中的气体当液态氢载体111流动到液态氢载体储存器701中时经历压缩），从而导致液态氢载体储存器701和氢气反应器120中的压力均衡。

在各种实施例中，系统700的所描述操作由于其自终止性质而是“自调节”的。例如，如果不控制所述过程（例如，通过从氢气反应器120移除一些所提取氢气773），则通过将液态氢载体111驱动离开氢气反应器120（例如，响应于氢气反应器120中的压力上升），提取速率将继续渐进地减小到零。在示例性实施例中，系统700可被配置为将液态氢载体111驱动离开氢气反应器120，使得当氢气反应器120中的氢气773的压力低于氢气反应器120的最大压力容限（即，氢气反应器120在破裂之前可经受的最大压力）时，液态氢载体111不湿润催化剂121的表面。

在各种实施例中，系统700用于从液态氢载体111提取氢气773，并且利用气体773作为外部负载（例如，燃料电池、内燃机等等）的燃料。因此，在各种实施例中，氢气反应器120可包括氢气出口752，所提取的氢气773从氢气反应器120流动通过氢气出口752。在各种实施例中，氢气出口752可包括氢气出口阀751，所述氢气出口阀751可控制氢气773从氢气反应器120经由氢气出口752的流动。在一些实施例中，示例性外部负载（例如，燃料电池）的成功操作需要最小压力。例如，燃料电池可要求若干巴的压力。为了获得此类最小压力，可使阀751维持在关闭位置，以在氢气反应器120中累积压力，并且可打开阀751，以当氢气反应器120中的压力超过外部负载所需的最小压力时，或者当氢气反应器120中的压力超过所需压力值（其可为任何合适的压力值）时，使氢气773流动离开氢气反应器120。

类似于其它阀（例如，阀744、745和747），阀751可被配置为由用户11、由控制器（例如，接收指令（例如，来自计算系统15的电气信号）的机械装置）或其组合操作。在示例性实施例中，计算系统15可允许用户11经由界面系统16控制阀751的操作方面。

在各种实施例中，可使用氢气出口752的流出部处的压力753、氢气反应器120中的氢气773的压力以及阀751的位置，以确定经由氢气出口752离开氢气反应器120的氢气流率764。压力753可由泵控制，或者其可对应于环境压力（即，环境中的压力，或示例性外部负载内的压力）。在各种实施例中，响应于通过氢气出口752的氢气流率764的增加，氢气反应器120内的压力可相对于液态氢载体储存器701的压力减小，从而导致液态氢载体111从液态氢载体储存器701到氢气反应器120的流动，因此导致氢气反应器120内的液态氢载体111的体积的增加。类似地，响应于通过氢气出口752的氢气流率764的减小，氢气反应器120内的压力可相对于液态氢载体储存器701的压力增加，从而导致液态氢载体111从氢气反应器120流动到液态氢载体储存器701中，因此导致氢气反应器120内的液态氢载体111的体积的减小。

应注意，虽然液态氢载体储存器701中的压力变化可为导致液态氢载体111流动进入/离开氢气反应器120的一种方式，但是也可使用其它方式。例如，液态氢载体111可响应于通过氢气出口752的氢气流率764的增加/减小而使用泵从液态氢载体罐100流动/流动到液态氢载体罐100。在各种实施例中，泵可由计算系统15控制，并且总体上，液态氢载体罐100、泵和计算系统15的组合可允许与液态氢载体储存器701类似的功能，用于使液态氢载体111流动到氢气反应器120/从氢气反应器120流动。

图7A显示的是，液态氢载体储存器701可具有压力传感器734，并且氢气反应器120可具有压力传感器754。由这些压力传感器测量的压力数据可传输到计算系统15，用于处理。在示例性实施例中，由传感器获得的压力数据可经由用户界面16显示到用户11。在一些情况下，氢气773可使用安全阀759经由安全氢气导管758从氢气反应器120释放。例如，氢气773可当氢气反应器120内的压力高于阈值（例如，最大耐受压力水平）时释放。在各种实施例中，计算系统15可使用从压力传感器754获得的数据而评估氢气反应器120中的压力，并且打开、关闭或部分打开阀759，以使氢气773释放离开氢气反应器120。在各种实施例中，计算系统15可借助于控制器（例如，由马达致动的机械致动器）而控制阀759。在各种实施例中，系统700可被配置为按安全受控的方式使氢气773释放离开氢气反应器120（例如，可释放氢气，以避免当与氧气混合时不受控燃烧的可能性）。例如，氢气可被储存在氢气罐中，或者其可控制地可燃烧或消耗。

图7A显示的是，液态氢载体储存器701可包括储存器气体导管730、阀724和分支728，用于释放液态氢载体储存器701中包含的气体。在示例性实施例中，当液态氢载体储存器701包含惰性气体（例如，氮气）时，气体可被释放到大气或周围环境中。在一些实施例中，当液态氢载体储存器701包含氢时，系统700可被配置为按类似于如对于氢气反应器120所述的氢释放的安全受控方式释放氢。在各种实施例中，可进行气体从液态氢载体储存器701的释放，以改变液态氢载体储存器701内的压力。例如，降低压力可导致液态氢载体111从氢气反应器120流动到液态氢载体储存器701中，从而导致氢气反应器120中的压力的减小。在一些实施例中，当液态氢载体储存器701包含氢气时，气体可流动到氢气储存罐中。附加地或可选地，可使用来自液态氢载体储存器701的氢气，作为外部负载的动力源。

在一些实施例中，可使用阀722和分支726，以使气体流动到液态氢载体储存器701中。例如，可使用分支726，以使惰性气体流动到液态氢载体储存器701中，以增加液态氢载体储存器701内的压力。此类压力增加可导致液态氢载体111从液态氢载体储存器701流动到氢气反应器120中，从而导致氢气反应器120中的压力的增加。此类压力增加可帮助控制通过氢气出口752流动离开氢气反应器120的氢气流率764。应注意，虽然在图7A中显示了两个气体阀722和724，但是液态氢载体储存器701可具有更多气体阀，或者其可具有更少气体阀。例如，可缺少气体阀724，并且可使用气体阀722，以使气体经由对应分支728流动进入以及离开液态氢载体储存器701。

在图7A和图7B中所示的各种实施例中，可使用不同类型的阀。例如，如图7A中所示的液态氢载体阀741、745和749可包括闸式阀、截止阀、旋塞阀、球阀和类似，其被设计成用于停止流动、打开流动或调节流动。在一些实施例中，阀741和745可允许液态氢载体111在两个方向上流动。在一些实施例中，阀749可允许在一个方向上（例如，在朝向液态氢载体储存器701和/或氢气反应器120的方向上）流动，并且在一些实施例中，阀749可允许在所有方向上流动。气体阀（例如，阀722、724、751和759）被配置为控制气体流动进入以及离开液态氢载体储存器701和氢气反应器120。在示例性实施例中，阀724和759可为安全阀，例如，卸压阀。阀751可为被配置为使氢气773流动离开氢气反应器120的止回阀。在一些实施例中，阀722可包括闸式阀、截止阀、旋塞阀、球阀或止回阀。

图8显示了说明性系统800，其包括液态氢载体储存器701和氢气反应器120，其进一步包括气体连接通道（气体连接通道）810和气体连接通道阀820。可使用气体连接通道810，以均衡液态氢载体储存器701与氢气反应器120之间的压力。例如，当由于由液态氢载体111释放氢气773而导致氢气反应器120中的压力升高时，当液态氢载体111与催化剂121接触时，气体连接通道810可被配置为使氢气773从氢气反应器120流动到液态氢载体储存器701，以平衡液态氢载体储存器701和氢气反应器120中的气体压力。在各种实施例中，气体连接通道阀820可在系统700启动期间（即，当系统800开始从液态氢载体111提取氢气773的过程时)打开，并且一旦氢气反应器120和液态氢载体储存器701中的压力实现期望目标值(也被称为工作压力)，则气体连接通道阀820可关闭。在各种实施例中，气体连接通道阀820可包括止回阀，所述止回阀允许氢气从氢气反应器120到液态氢载体储存器701的流动。在各种实施例中，氢气反应器120和液态氢载体储存器701两者可气密密封，以防止环境气体与被容纳在氢气反应器120和液态氢载体储存器701内的氢气相互作用。

在各种实施例中，计算系统15可被配置为监测液态氢载体储存器701和氢气反应器120内的压力（例如，通过监测由传感器734和754获得的压力数据)，并且控制打开和关闭（或部分打开）阀820、751、722、724和759，以控制氢气反应器120和液态氢载体储存器701内的压力。在示例性实施例中，计算系统15可从用户11经由用户界面16接收指令，并且通过打开或关闭一个或多个阀（例如，阀820、751、722、724和759)而调节氢气反应器120和液态氢载体储存器701内的压力。系统800可被配置为使用控制器（例如，马达，用于打开和关闭阀）而打开和关闭阀。附加地或可选地，计算系统15可被配置为在从液态氢载体111提取氢气的各种阶段期间关闭和打开阀，以匹配氢气反应器120和液态氢载体储存器701中的目标压力。例如，计算系统15可被配置为打开和关闭阀820，以在系统800的启动期间建立氢气反应器120和液态氢载体储存器701中的工作压力，如上所述。如本文参考的，除非另有说明，否则术语“工作压力”可指的是系统700的起始压力（例如，在启动过程期间的某一点下的系统700的压力)。在一些实施例中，计算系统15可被配置为接收由传感器734和754获得的压力数据，并且响应于氢气反应器120和液态氢载体储存器701之间的压差而打开或关闭阀820。例如，当计算系统15确定氢气反应器120与液态氢载体储存器701之间的压差高于阈值压差值时，系统15可被配置为打开阀820，以减少氢气反应器120和液态氢载体储存器701之间的压差，或均衡氢气反应器120和液态氢载体储存器701之间的压力。

虽然图7A至图8中显示的实施例描述了一个氢气反应器120连接到一个液态氢载体储存器701，但是其它配置是可能的。例如，数个液态氢载体储存器可经由对应液态氢载体通道连接到一个氢气反应器，或数个氢气反应器可经由对应液态氢载体通道连接到一个液态氢载体储存器。在一些实施例中，多个氢气反应器和多个液态氢载体储存器可通过对应液态氢载体通道的网络连接，并且在一些实施例中，多个氢气反应器和多个液态氢载体储存器可通过对应气体连接通道的网络连接，其被配置为均衡多个液态氢载体储存器和多个氢气反应器之间的压力。附加地或可选地，多个液态氢载体储存器可经由对应液态氢载体通道连接到彼此，并且在一些情况下，多个液态氢载体储存器可经由气体连接通道连接到彼此，其被配置为使气体在液态氢载体储存器之间流动。附加地或可选地，多个氢气反应器可经由对应液态氢载体通道连接到彼此，并且在一些情况下，多个氢气反应器可经由对应气体连接通道与彼此连接，其被配置为使气体在连接氢气反应器之间流动。

图9A显示了示例性实施例系统900，其在一些方面相对于系统700改变。在系统900的示例性实施例中，液态氢载体储存器701相对于氢气反应器120定位，使得液态氢载体111从液态氢载体储存器701到氢气反应器120的流动由重力促进。例如，液态氢载体储存器701可定位在氢气反应器120上方。在图9A中显示的示例性实施例中，液态氢载体通道711可连接液态氢载体储存器701和氢气反应器120，类似于图7B中显示的配置，但可包含竖直部段。类似地，气体连接通道810可包含竖直部段，并且如先前所述的，可被配置为控制液态氢载体储存器701和氢气反应器120之间的压力。在一些实施例中，在启动期间，系统700可被配置为至少部分由于升高和重力的作用而使液态氢载体111从液态氢载体储存器701流动到氢气反应器120。在一些实施例中，在液态氢载体储存器701和氢气反应器120中建立工作压力之后，压头（例如，液态氢载体储存器701和氢气反应器120之间的压差对于每重量的单位体积的液态氢载体111)可被选择，以平衡由定位在氢气反应器120上方的液态氢载体储存器701升高而导致的重力作用。图9B显示了图9A中显示的实施例的设计形式，其中，液态氢载体储存器701和氢气反应器120可并入到单个结构系统910中（其为系统700的变型）。例如，顶部部段903可包括液态氢载体储存器（本文对于此实施例称为液态氢载体储存器903），并且底部部段905可包括氢气反应器（本文对于此实施例称为氢气反应器905)。应注意，单个结构系统910可包括系统700的所有元件，例如，液态氢载体通道711、系统700的各种阀以及气体连接通道810、氢气出口752、催化剂121、液态氢载体111和压力传感器734和754。

图10示出了系统1000，其相对于系统700的设计在某些方面变化。如图10所示，液态氢载体储存器701经由第一液态氢载体通道1011和第二液态氢载体通道711连接到氢气反应器1201，其类似于图7A和7B所示的液态氢载体通道（因此被称为第二液态氢载体通道711）。在各种实施例中，第一液态氢载体通道1011可被配置为由于重力而使液态氢载体111从液态氢载体储存器701流动。在各种实施例中，通道1011的流入部可位于液态氢载体储存器701中的液态氢载体111内部，并且通道1011的流出部可被放置在氢气反应器120的包含气体的区域内。在各种实施例中，液态氢载体111从液态氢载体储存器701到氢气反应器120的流动可由阀1013控制，使得当打开时，阀1013允许液态氢载体111从液态氢载体储存器701流动到氢气反应器120，并且在关闭时，阀1013阻止此类流动。在各种实施例中，可在系统1000的启动期间使用通道1011，以确保液态氢载体111流动到氢气反应器120中（在某些情况下，将通道1011的流出部定位在氢气反应器120的包含气体的区域内可确保的是，所有液态氢载体111从液态氢载体储存器701流动到氢气反应器120）。

类似于图9B中所示的系统910的气体连接通道810，系统1000可包括由阀1020控制的气体连接通道1010。在形成氢气反应器120和液态氢载体储存器701的壳体内引导气体连接通道1010可提供防止气体从系统1000泄漏的附加措施。例如，如果气体连接通道1010在氢气反应器120或液态氢载体储存器701内被引导，则气体连接通道1010的泄漏可导致气体泄漏到氢气反应器120或液态氢载体储存器701的密封壳体中。系统1000中所示的各种其它元件可与系统700的对应元件相同或相似。

在各种实施例中，系统700（以及相关的系统710、800、900、910和1000）可需要处理废液态氢载体112（例如，当从液态氢载体111提取了大部分或全部氢气773时）。图11示出了系统1100的说明性实施例，其类似于图7A所示的系统700。系统1100可包括液态氢载体储存器701，其通过液态氢载体通道711连接到氢气反应器120。此外，系统1100可包括液态氢载体罐100，其具有用于液态氢载体111的室101和用于废液态氢载体112的室102。在图11所示的示例性实施例中，室102可为可收缩的囊，当废液态氢载体112流动到室102中时，其可膨胀。在各种实施例中，液态氢载体罐100可经由废液态氢载体导管1115连接到氢气反应器120，所述废液态氢载体导管1115被配置为将废液态氢载体112从氢气反应器120输送到液态氢载体罐100的室102。在各种实施例中，废液态氢载体导管1115包括废液态氢载体导管阀1120，所述废液态氢载体导管阀1120被配置为打开和关闭氢气反应器120和室102之间的废液态氢载体112的流动。在各种实施例中，系统1100可被配置为当在氢气反应器120中的观测压力没有明显变化时以及当氢气出口阀751关闭时使废液态氢载体112从氢气反应器120流动到液态氢载体罐100的室102中。例如，如果不存在来自氢气反应器120的氢气773的流动，那么如果液态氢载体111包含可在氢气反应器120中提取的氢气，则氢气反应器120中的压力可增加。因此，如果氢气反应器120中的压力没有增加（例如，氢气反应器120中的压力变化率低于可为任何合适值的阈值），则液态氢载体111和液态氢载体112可被消耗。在示例性实施例中，在从氢气反应器120移除废液态氢载体112的过程期间，可关闭阀745，并且可打开阀1120，以促进废液态氢载体112从氢气反应器120流动到室102中。在示例性实施例中，可打开阀749和744，以允许液态氢载体111从液态氢载体罐100的室101经由通道747和分支741流动到液态氢载体储存器701中。应注意，可不需要从氢气反应器120移除所有废液态氢载体112。例如，通过从氢气反应器120移除废液态氢载体112，氢气反应器120中的氢气可膨胀，而导致氢气压力降低。此外，从氢气反应器120移除全部体积的废液态氢载体112可导致氢气经由废液态氢载体导管1115流动到室102中。在各种实施例中，通过将废液态氢载体112的部分保持在氢气反应器120内，可防止氢气流动到室102中，以便例如避免将氢气暴露于室102中可存在的氧气。

当从氢气反应器120提取足够量的废液态氢载体112时，阀1120和阀749可关闭，并且阀744和745可打开，从而导致液态氢载体111从液态氢载体储存器701流动到氢气反应器120中，由于液态氢载体111与催化剂121相互作用（例如，根据上述方法），因此导致在氢气反应器120中产生氢气。

在各种实施例中，系统700的热管理可包括冷却氢气反应器120以及液态氢载体储存器701以及其它部件。为了维持氢气反应器120和液态氢载体储存器701内的目标温度值，可使用氢气反应器和液态氢载体储存器温度传感器，用于分别测量氢气反应器120和/或液态氢载体储存器701中的温度。在各种实施例中，与测量温度相关联的数据可被传输到计算系统15，所述计算系统15可将氢气反应器120和/或液态氢载体储存器701中的测量温度值与相应目标温度值进行比较。在各种实施例中，如果氢气反应器120和/或液态氢载体储存器701的观测温度（如由相应温度传感器报告的）高于目标温度，则计算系统15可调节氢气反应器120/或液态氢载体储存器701的冷却速率，以减小氢气反应器120（或液态氢载体储存器701）的观测温度与氢气反应器120（或液态氢载体储存器701）的目标温度值之间的差。在示例性实施例中，计算系统15可控制液体冷却系统，所述液体冷却系统被设计为从氢气反应器120和液态氢载体储存器701移除热量。在示例性实施例中，通过使用泵，用于控制液体流动，计算系统15可调节在液体冷却系统（例如，图6所示的冷却套管625）中循环的液体的流率。在各种实施例中，计算系统15可被配置为将氢气反应器120中的温度维持在40至110摄氏度的范围内。然而，应注意，取决于系统700的工作压力、外部负载、所使用的液态氢载体的类型，用于氢气反应器120的目标温度的范围可不同。此外，虽然液体冷却系统可有效地冷却氢气反应器120和液态氢载体储存器701，但是可使用其它冷却系统，例如，强制空气冷却、传导冷却或热电冷却。

在各种实施例中，当从氢气反应器120提取废液态氢载体112时，系统700可在启动过程期间、在用于从液态氢载体111提取氢的主工作循环期间以及在加注过程期间以不同的方式操作。首先描述了启动过程的各种实施例，随后描述了主工作循环，之后描述了加注过程。如本文限定的，除非另有说明，否则术语“主工作循环”、“主循环”或“主过程”是指从液态氢载体111提取氢气的过程。主循环的持续时间可取决于氢气773离开氢气反应器120的平均流率，这转而可取决于各种外部负载的氢气消耗要求。

图12A-12E描述了用于启动使用液态氢载体111与催化剂121的相互作用而在氢气反应器120中产生氢气的循环的各种实施例。图12A示出了用于启动系统700的过程1200A。在过程1200A的步骤1202中，所有系统700的多个阀（例如，液态氢载体阀749、744、745和气体阀722、724、751、759、820）可关闭，并且系统700可被加压。例如，氢气反应器120、液态氢载体储存器701和系统700的各种导管和通道可被加压（即，氢气反应器120、液态氢载体储存器701和各种通道中的压力可高于环境压力，而确保环境气体不进入系统700的任何元件）。在各种实施例中，由于在氢气反应器120和液态氢载体储存器701中不存在液态氢载体111和/或废液态氢载体112，因此系统700内的压力可低于当液态氢载体111和/或废液态氢载体112存在于系统中时的压力。但是，系统内的压力可高于环境压力。在各种实施例中，系统700内的压力可由对于各种外部负载（例如，燃料电池）用于使氢气通过氢气出口752离开系统700的压力要求而确定（例如，因此建立）。在一些实施例中，系统700内的压力可在一到几百psi的范围内。

在过程1200A的步骤1204中，如应用于图7A所示的系统700的，可打开阀749和阀744，而可关闭阀745。在步骤1204中，系统700被配置为使液态氢载体111从液态氢载体罐100经由通道747和液态氢载体通道711的分支741流动到液态氢载体储存器701。如图7B所示，阀749可被打开，并且阀745可被关闭。对于此实施例，在步骤1204中，系统700可使液态氢载体111从液态氢载体罐100经由通道747流动到液态氢载体储存器701中（直接到液态氢载体储存器701中），如图7B所示。

在图12A所示的过程1200A的步骤1206中，系统700可停止从液态氢载体罐100向液态氢载体储存器701供应液态氢载体111。例如，在步骤1206中，阀749可关闭，从而终止液态氢载体111的流动。此步骤可与打开液态氢载体通道711的步骤组合，以使液态氢载体111在氢气反应器120和液态氢载体储存器701之间流动。液态氢载体通道711可通过打开图7A所示的系统700的阀744和745或打开图7B所示的系统710的阀745而打开。如果液态氢载体储存器701中的压力高于氢气反应器120中的压力，则液态氢载体111可从液态氢载体储存器701流动到氢气反应器120。为了确保液态氢载体储存器701的压力比氢气反应器120的压力更高，如图12B所示的过程1200B中所述，在打开液态氢载体通道711用于使液态氢载体111流动之前，液态氢载体储存器701可被加压。

过程1200B与过程1200A相似，其具有在步骤1206之前对于液态氢载体储存器701加压的附加步骤1216，如图12B所示。过程1200B的步骤1202、1204和1206可与过程1200A的对应步骤相同。在步骤1216中，阀749被关闭，从而防止液态氢载体111从液态氢载体储存器701流入/流出。如图7A所示的阀722可被打开，以使气体（例如，氢气或惰性气体）流动到液态氢载体储存器701中，以增加液态氢载体储存器701中的压力。在示例性实施例中，气体可通过阀722流动到液态氢载体储存器701中，以确保液态氢载体储存器701与氢气反应器120之间的压差足以使液态氢载体111流动到氢气反应器120中。附加地，液态氢载体储存器701内的压力可控制流动到氢气反应器120中的液态氢载体111的体积，从而控制来自氢气反应器120的氢提取或供应的速率以及氢气反应器120中的氢气压力。

图12C示出了启动过程1200C的示例性实施例，其可类似于过程1200A和过程1200B。在示例性实施例中，过程1200C的步骤1202、1204和1206可与过程1200A的对应步骤相同或相似。在步骤1202完成之后，在步骤1226中，可打开阀724，以允许从液态氢载体储存器701移除液态氢载体储存器701中容纳的一些气体，从而使液态氢载体储存器701排气。在各种实施例中，气体可被引导到气体储存罐，或者在液态氢载体储存器701容纳氢气的情况下，氢气可用于为外部负载供能。通过排气系统700，可要求更小的力（例如，来自泵的力），以使液态氢载体111从液态氢载体罐100流动到液态氢载体储存器701中。

在步骤1228中，当足够量的液态氢载体111在液态氢载体储存器701中流动时，液态氢载体111的流动可通过关闭阀749（和/或通过停止用于将液态氢载体111推动到液态氢载体储存器701中的泵）而停止。在步骤1228期间，可关闭阀724，以防止液态氢载体储存器701进一步排气。过程1200C的步骤1230可类似于过程1200B的步骤1216。例如，在步骤1230中，可打开如图7A所示的阀722，以使气体（例如，氢气或惰性气体）流动到液态氢载体储存器701中，以增加液态氢载体储存器701中的压力。

图12D所示的过程1200D可类似于图12C所示的过程1200C。例如，过程1200D的步骤1202、1226、1204、1228和130可与过程1200C的对应步骤相同或相似。过程1200D可应用于系统，例如，图8中所示的系统800。在过程1200D的步骤1236中，可关闭阀722，并且可打开液态氢载体通道711，以开始液态氢载体111从液态氢载体储存器701到氢气反应器120的流动。为了使氢气反应器120和液态氢载体储存器701之间的压力均衡，可在步骤1237中打开阀820。在示例性实施例中，步骤1237可在具有延迟的情况下在步骤1236之后进行。例如，当氢气反应器120内的液态氢载体111的量高于液态氢载体111的阈值时，步骤1237可在步骤1236之后。阀820的打开可允许所提取的氢气从氢气反应器120流动到液态氢载体储存器701，从而均衡系统800内的压力。在步骤1238中，当系统800的压力达到系统800的工作压力时，阀820可关闭。

图12D所示的过程1200E可类似于图12A所示的过程1200A。过程1200E可用于类似于图10所示的系统1000的系统。步骤1202和1204可与过程1200A的对应步骤相同或相似。在步骤1261中，可关闭流入的液态氢载体通道747（例如，通过关闭阀749）。在步骤1263中，由于重力，因此打开阀1020可导致液态氢载体111从液态氢载体储存器701流动到氢气反应器120。在步骤1264中，可打开阀1020，以允许氢气从氢气反应器120流动到液态氢载体储存器701中，用于压力均衡。在各种实施例中，当预定量的液态氢载体111流动到氢气反应器120中时，可在步骤1265中关闭阀1020。在步骤1266中，当系统1000内的压力达到工作压力时，可关闭阀1020，并且在步骤1267中，可打开液态氢载体通道711，以允许液态氢载体111在氢气反应器120和液态氢载体储存器701之间流动。

图13示出了过程1300，其包括启动过程（1200A-1200E）和用于操作系统700至1000的主循环1301。在主循环1301的步骤1311中，过程1300可包括使液态氢载体111从液态氢载体储存器701流动到氢气反应器120。在步骤1313中，氢气反应器120中的液态氢载体111可与催化剂121相互作用，导致从液态氢载体111提取氢气。在步骤1315中，当氢气反应器120中的氢气压力达到目标值时，氢气可经由氢气出口752从氢气反应器120释放，从而降低氢气反应器120中的压力。在步骤1317中，如果氢气反应器120中的压力小于或等于液态氢载体储存器701中的压力（步骤1317，是），则过程1300可返回到步骤1311。可选地，如果氢气反应器120中的压力大于液态氢载体储存器701中的压力（步骤1317，否），则液态氢载体111可从氢气反应器120经由液态氢载体通道711流动到液态氢载体储存器701中，如步骤1319所述。在完成步骤1319之后或在完成步骤1319时，过程1300可返回到步骤1313。

在各种实施例中，图14的过程1400可用于启动系统700、从液态氢载体111提取氢以及处理废液态氢载体112。在启动1200A-1200E时，系统700开始从液态氢载体提取氢气，如上所述。在步骤1301中，系统700执行如上所述的主循环。主循环步骤1301可在步骤1401中终止，所述步骤1401涉及评估氢气反应器120中的氢气压力随着时间的变化。例如，如果氢气反应器120中的氢气压力基本没有变化（例如，当在目标时间间隔（例如，一分钟、两分钟等等）下测量时，压力变化小于5％或小于10％）（步骤1401，是），则过程1400可移动到步骤1403，并且废液态氢载体112可使用例如废液态氢载体导管1115而被处理或释放。可通过打开废液态氢载体导管阀1120而促进废液态氢载体112经由废液态氢载体导管1115释放。在步骤1401中，如果确定氢气反应器120中的氢气压力正在变化（例如，当在目标时间间隔下测量时，压力变化大于5％）（步骤1401，否），则过程1400可移动到步骤1301，并且继续主循环。

应注意，上述过程1200A至1400仅是示例性的，并且这些过程的变型是可能的。例如，在过程1200E中，步骤1266可被移除，并且在过程1200E中，步骤1230可被移除，并且步骤1236可被修改，并且仅包括打开液态氢载体通道。在各种情况下，不同过程的步骤的组合可产生可行的过程，用于控制从液态氢载体111提取氢的各种方面。

在一些实施例中，如上所述，氢产生系统可包括相对于氢气反应器固定的催化剂。在此类实施例中，可通过改变允许与催化剂接触的液态氢载体的量而控制氢产生（例如，通过使液态氢载体流动进入或离开氢气反应器，以改变液态氢载体相对于固定催化剂的水平）。然而，在其它实施例中，催化剂可在氢气反应器内移动。例如，在一些实施例中，如下文更详细地讨论的，催化剂可被配置为在氢气反应器内移动，以便控制允许与液态氢载体接触的催化剂的表面积的量。此移动可被电子控制（例如，基于（多个）传感器输出和反馈回路），以便控制氢气的产生量和/或氢气的产生速率。可选地或附加地，氢气反应器中可包括一个或多个其它可移动部件，以导致催化剂和液态氢载体之间的相对运动。氢气反应器120可包括致动器装置，以使催化剂121和/或液态氢载体111相对于彼此移动，以调节氢的提取。图15示出了具有可移动部件的氢气反应器120的示例性实施例。如图15中所示，氢气反应器120可包括通过一个或多个杆1520连接到催化剂121的致动装置1510。致动装置1510可被配置为通过杆1520或经由任何其它合适的机械连杆导致催化剂121运动。致动装置还可被配置为在反应器120内移动其它部件，例如，活塞、桨板、壁、转子等，以便导致催化剂121与液态氢载体之间的相对运动。致动装置1510可包括例如马达，所述马达被配置为使催化剂121和/或液态氢载体111在氢气反应器120内移动。致动装置1510还可包括诸如齿轮、杠杆、凸轮、驱动螺杆、链条、皮带、滑轮、齿条和小齿轮或类似的机构，以将旋转移动或其它类型的移动转换成催化剂或与氢气反应器120相关联的其它部件的期望移动，以便导致催化剂121与液态氢载体之间的相对运动。可选地或附加地，致动装置1510可包括气动致动器、液压致动器、电子致动器、螺线管、弹簧、磁性驱动器或类似。

在一些示例性实施例中，氢气反应器120可包括被配置为容纳液态氢载体111和催化剂121的壳体。当液态氢载体111存在于氢气反应器120中时，催化剂121可选择性地移动进入以及离开液态氢载体111，以产生氢气。例如，随着催化剂移动进入以及离开液体载体111，催化剂121和液态氢载体111之间的接触表面积可增加或减少。因此，响应于催化剂121和液态氢载体111之间的变化的接触表面积，从液态氢载体提取氢气的速率可增加或降低。在一些实施例中，当液体载体存在于氢气反应器中时，催化剂可被配置为线性地移动进入以及离开液体载体。例如，催化剂可竖直移动，并且当在氢气反应器中降低时可浸没在液体载体中。图16示出了示例性系统1600，其包括氢气反应器120，所述氢气反应器120具有被配置为选择性地移动进入以及离开液态氢载体的催化剂121。氢气反应器120可包括用于将液态氢载体输送进入以及离开氢气反应器的导管以及用于使氢气流动离开氢气反应器的导管。例如，如图16所示，氢气反应器120可包括：入口1613，以接收液态氢载体111；以及出口1615，以排出废液态氢载体。氢气反应器120可进一步包括氢气出口122，以排出从液态氢载体提取的氢气。仅在图16中以示例性配置示出了入口1613、出口1615和122，并且应理解，可使用各种其它配置和/或位置。

在一些实施例中，如上所述，杆或其它形式的机械连杆可附接到催化剂121，以促进催化剂121的移动。系统还可包括马达或其它装置，其被配置为经由机械连杆控制催化剂的运动。例如，如上所述的致动器装置1510可连接到机械连杆，以控制催化剂的运动。图16示出了连接到催化剂121的示例性连杆1610。连杆1610可被配置为使催化剂121移动进入以及离开与液态氢载体111的接触。虽然图16将连杆1610示出为竖直延伸通过氢气反应器120的顶部的杆，但是可使用各种其它配置。例如，机械连杆可被配置为通过氢气反应器120的底部或侧部连接到催化剂121。连杆1610还可包括各种其它机构，例如，杠杆臂、线缆、链条、辊或适合于导致催化剂121运动的任何其它装置。在一些实施例中，氢气反应器120可进一步包括密封件1611或与连杆1610一起用于保持反应器内的压力的其它器件。

氢气反应器120可进一步包括一个或多个传感器，以促进对于氢提取过程的监测和/或控制。在一些实施例中，例如，氢气反应器120可包括压力传感器，所述压力传感器被配置为生成指示与氢气反应器120相关联的压力的输出。如图16所示，例如，压力传感器1620可被配置为检测或测量氢气反应器120的内部压力。压力传感器1620可与上述的压力调节器144相同或相似。图16中所示的压力传感器1620的位置和配置仅作为示例被提供，并且可使用各种其它配置和位置。氢提取系统可进一步包括控制系统，所述控制系统被配置为基于压力传感器1620的输出而导致催化剂的移动。例如，如图16所示，控制系统1640可与压力传感器1620电子连通。压力传感器1620可被配置为向控制系统1640发送指示测量压力值的信号。此类通信可通过有线连接发生，或者可经由无线通信方法（例如，WiFi、Bluetooth®、RFID、NFC、RF、红外线等）发送。因此，压力传感器1620可进一步被配备有通信模块或其它装置，以发送信号。压力传感器1620还可包括本地显示器，例如，测量压力值的模拟或数字显示器，如图16所示。

控制系统1640可进一步被配置为控制催化剂121的运动。例如，控制系统1640可被配置为通信或控制马达或致动器，诸如，致动器装置1510，并且可发送一个或多个控制信号，用于导致催化剂121（或氢气反应器120的任何其它可移动部件）的期望运动。然后，致动器装置可例如通过机械连杆1610导致催化剂121的运动。控制系统可被配置为通过有线或无线通信方法（例如，WiFi、Bluetooth®、RFID、NFC、RF、红外线等）与致动器装置通信。因此，控制系统1640还可包括通信部件或能够与各种装置通信的其它装置。控制系统1640可与计算系统15相关联，如图1所示。

在一些实施例中，控制系统1640可被配置为基于目标压力值与如由压力传感器的输出指示的与氢气反应器相关联的压力之间的差而控制催化剂的运动（例如，以反馈回路布置）。例如，当将催化剂121放置到液态氢载体111中时，所提取的氢气可导致氢气反应器120内的压力增加。控制系统1640可从压力传感器1620接收指示氢气反应器120的内部压力的信号。然后，控制系统可确定测量内部压力不同于预定目标压力值。作为响应，控制系统可操作，以通过改变氢气产生的量或速率而减小和/或消除目标压力值与观测压力值之间的差。例如，控制系统可例如将控制信号发送到致动器装置1510，以便导致催化剂121进一步运动进入或离开液态氢载体，以增加或降低氢提取的速率以及因此氢气反应器120内的压力。

可按各种方式建立预定目标压力。例如，系统的用户或操作员可例如使用界面系统16，以设置压力，如图1所示。目标压力还可包括基于其它变量的计算值，例如，基于氢气反应器120内的测量温度或对于氢的设定需求。在一些示例性实施例中，控制系统1640可被配置为相对于基于所接收信号（例如，基于压力的变化率或其它值）而计算的值控制催化剂的运动。在一些情况下，可建立目标压力，以与氢消耗件（例如，燃料电池等）的特定类型或尺寸的规格对应。

可选地或附加地，氢提取系统可包括温度传感器，所述温度传感器被配置为生成指示与氢气反应器相关联的温度的输出。如图16所示，例如，温度传感器1630可被配置为检测或测量氢气反应器120的内部温度。温度传感器1630可与上述热电偶传感器145相似或相同。例如，温度传感器1630可包括热电偶套管、热敏电阻、电阻温度检测器（RTD）、热电偶、基于半导体的温度传感器或各种其它装置。此外，仅以示例的方式提供了图16所示的温度传感器1630的位置和配置，并且可使用各种其它配置和/或位置。氢提取系统可进一步包括控制系统，所述控制系统被配置为响应于温度传感器的输出而导致氢气反应器的冷却。例如，如图16所示，控制系统1640可被配置为与温度传感器1630电子通信。可选地，可使用单独的控制系统，以与温度传感器1630通信（例如，与用于与压力传感器1620通信的控制系统相同或不同）。控制系统1640可按各种方式基于温度传感器1630的输出而导致氢气反应器120的冷却。在一些实施例中，控制系统1640可例如通过控制水、乙二醇或一些其它气体或液体冷却剂通过冷却套管的流率而通过冷却套管625冷却氢气反应器120。可使用各种其它器件，用于产生与氢气反应器120相关联的冷却效果。

在一些实施例中，控制系统1640可被配置为响应于目标温度值与由温度传感器的输出指示的与氢气反应器相关联的温度之间的感测差而导致氢气反应器的冷却。例如，氢气反应器120内的氢提取过程可产生热量，从而增加氢气反应器120内的温度。控制系统1640可从温度传感器1630接收指示氢气反应器120的内部温度的信号。控制系统然后可确定测量内部温度值超过预定目标温度值。作为响应，控制系统可将控制信号传送到被配置用于冷却反应器的一个或多个电子控制部件。例如，电子控制部件可通过增加水、乙二醇或一些其它气体或液体冷却剂通过上述冷却套管的流率而响应于一个或多个控制信号。当然，任何其它合适的可控冷却系统或冷却部件也可与所公开的实施例结合使用。预定目标温度可按各种方式建立。例如，系统的用户或操作员可例如使用界面系统16而设置温度，如图1所示。目标温度也可被自动设置，或基于其它变量（例如，基于氢气反应器120内的测量压力）而被计算。

在一些示例性实施例中，催化剂可被配置为围绕轴线旋转。在此类实施例中，催化剂围绕轴线的旋转可被配置为增加或减少暴露于液态氢载体的催化剂的表面积的量。图17示出了示例性氢气反应器120，其包括被配置为围绕轴线旋转的催化剂121。轴线可对应于延伸通过氢气反应器120的轴1701。催化剂121可连接到轴，使得轴1701的旋转导致催化剂121在反应器内的旋转以及催化剂121相对于液态氢载体111的运动。系统可包括一个或多个机械装置，以促进催化剂的旋转。例如，氢气反应器120可进一步包括一个或多个轴承1702，其可旋转地连接到轴1701。在一些实施例中，催化剂121可相对于氢气反应器120处于固定位置，并且反应器和催化剂两者可旋转，以导致催化剂121与液态氢载体111之间的接触。轴1701可进一步联接到马达或致动器（例如，致动器装置1510，如图15所示）。马达可直接地或通过各种其它部件（例如，齿轮、驱动轴、皮带、线缆、链条、滑轮等）间接地导致轴1701（或催化剂121）旋转。

图17示出了旋转催化剂实施例的操作1710、1720、1730和1740的各种阶段。在初始阶段1710中，催化剂121可处于使得催化剂121的表面不与液态氢载体111接触的位置中。这可对应于其中不期望氢气提取的系统的状态，或者当期望降低氢气反应器120内的压力时。在阶段1720中，可使部分催化剂121旋转，以与液态氢载体111接触。这可导致来自液态氢载体111的增加的氢气产生/提取。在阶段1730中，催化剂可进一步旋转，从而增加与液态氢载体111接触的催化剂121的表面积。这可导致氢气反应器120内的氢气产生的进一步增加。阶段1740代表催化剂的完全浸没位置，并且可对应于对于系统的最高氢提取速率。应理解，阶段1710、1720、1730和1740仅作为示例提供，并且可使用各种中间阶段或可选阶段。

在各种所公开实施例中，系统可旋转催化剂121，以控制或调节与系统相关联的一个或多个变量。例如，可旋转催化剂121，以调节氢气反应器120内的氢气提取速率。在此类实施例中，可旋转催化剂121，以增加或减少与液态氢载体111接触的表面积，从而增加或减少氢气提取速率。催化剂121的旋转也可基于其它值而被控制，例如，氢气反应器120的内部压力。例如，控制系统1640可向马达或致动器发送信号，以基于从1620接收的指示与氢气反应器120相关联的测量压力的信号而导致催化剂121旋转进入以及离开与液态氢载体111的接触，如上所述。

在一些实施例中，根据本公开的氢提取系统可被配置为使液态氢载体相对于催化剂移动。例如，系统可包括：氢气反应器，包括壳体；催化剂，被设置在壳体内；以及至少一个可移动元件，被配置为相对于催化剂选择性地移动液态氢载体，以便改变暴露于液态氢载体的催化剂的表面积。如上所述，为了控制或调节氢提取，系统可被配置为移动液态氢载体或催化剂中的一个或两个。

图18示出了示例性系统1800，所述示例性系统1800具有可移动元件，用于使液态氢载体111相对于催化剂121移动。如图18所示，可移动元件可包括与液态氢载体111在一侧上相邻或接触的活塞1801。活塞1801可被配置为使得活塞1801的移动使氢气反应器120内的液态氢载体111移动。例如，活塞1801的移动可减小氢气反应器120中容纳液态氢载体111的部分的体积，导致催化剂121与液态氢载体111接触。系统1800还可包括固定到活塞1801的活塞轴1810，以转换驱动力，导致活塞1801移动。系统1800可进一步包括马达或致动器，用于移动活塞1801。例如，活塞轴1810可连接到致动器装置（例如，致动器装置1510），所述致动器装置被配置为在反应器内提供活塞1801的线性运动。活塞1801的运动可通过各种方法而提供，包括但不限于马达、气动致动器、液压致动器、电子致动器、螺线管、弹簧、磁性驱动器或类似。系统1800还可包括机械连杆1815，以将催化剂相对于氢气反应器120保持在固定位置中。类似于系统1600或上述各种其它实施例，氢气反应器120可包括液体载体入口1813、废载体出口1816和氢气出口122。

尽管图18示出了活塞1801在竖直方向上移动，但是应理解，可提供各种其它配置，以移动液体载体。例如，活塞1801可在水平方向上移动，从而减小氢气反应器120中的体积，导致液体载体的液面上升，以接触催化剂121。此外，虽然图18示出了活塞1801为圆柱形活塞，但是基于反应器的配置，可移动元件也可为正方形、矩形或各种其它形状。可移动元件还可被配置为在弯曲路径或另一非线性路径等等中旋转地移动。例如，可移动元件可包括可旋转桨板、可膨胀或可塌缩的囊或能够导致液态氢载体相对于催化剂运动的任何其它装置。

在一些实施例中，系统1800可包括各种其它部件，以促进活塞1801的操作。例如，如图18所示，系统1800可包括活塞密封件1852和活塞引导密封件（或磨损/引导环）1851。活塞密封件1852可被配置为维持与氢气反应器120的内部表面的密封接触。活塞密封件1852可最小化或消除在活塞1801与反应器的内部表面之间渗透的液态氢载体111的量。活塞密封件1852可包括各种部件，例如，赋能器、滑动环或类似，以保持与内部气缸表面的密封接触。活塞引导环1851可被被配置为在氢气反应器120内引导活塞1801，并且可防止活塞1801与氢气反应器120的内部表面之间的直接接触。活塞引导环1851在图18中以斜切示出，但是也可使用各种其它设计或配置。在一些实施例中，活塞引导环1851和活塞密封件1852可被集成为单个部件。系统1800还可包括活塞轴密封件1811，以维持活塞轴1810与氢气反应器120的外部之间的密封接触。

系统1800可被配置为移动活塞1801，以控制或调节氢气反应器120内的氢提取。随着活塞1801在向上方向上竖直移动（基于图18所示的实施例），液态氢载体111可移动，以接触催化剂121。因此，可增加催化剂与液体载体111之间的表面积，从而增加反应器内的氢提取速率。液态氢载体111的移动可通过各种器件而被控制。例如，在一些实施例中，可移动元件（例如，活塞）的运动可通过可移动元件的侧部1861（如图18所示，也被称为第一侧）上的压力与可移动元件的侧部1863（也被称为第二侧）上的压力之间的压差而被激活。在示例性实施例中，可移动元件的第一侧可为与液态氢载体111相邻的一侧，如图18所示。在各种实施例中，液态氢载体111可进入氢气反应器120，并且与催化剂121相互作用。随着产生氢气，反应器内的压力可增加，从而导致活塞1801降低。因此，与液态氢载体111接触的催化剂121的表面积可减小，导致气体提取速率降低。随着从反应器释放氢气，压力可降低，从而导致活塞上升，并且与液态氢载体111接触的催化剂121的表面积增加，而重新开始循环。

在一些实施例中，仅在活塞的第一侧和活塞的第二侧之间的压差可足以导致活塞移动。例如，活塞1801可在反应器120内自由移动，并且活塞上的压差可使活塞1801向上或向下移动。在一些实施例中，横跨活塞的压差可通过使气体经由导管1865流动到侧部1863/从侧部1863流动而被控制。在其它实施例中，可移动元件可被配置为在机械控制件的影响下移动。例如，马达或致动器可用于驱动如上所述的可移动装置。在某些情况下，机械控制件可包括马达驱动的机械连杆，例如，活塞轴1810。在此类实施例中，系统1800可进一步包括一个或多个压力传感器1820和1821，以促进对于可移动元件的控制。例如，系统1800可包括压力传感器1820，其被配置为测量和/或检测氢气反应器120中的压力。压力传感器1820可被配置为与控制系统1840通信，如上文参考压力传感器1620和控制系统1640而描述的。如上所述，控制系统1840也可被配置为提供指示导致活塞移动的控制动作的信号。在某些实施例中，系统1800可进一步包括压力传感器1821，其位于活塞的与压力传感器1820相对的侧部上。控制系统1840因此还可基于活塞1801的第一侧和第二侧之间的检测压差而控制活塞1801的移动。

在其它实施例中，如图19所示，可移动元件可被配置为在弹簧的影响下移动。例如，如上所述，随着催化剂121与液态氢载体111相互作用，氢气反应器120内的压力可增加（或减小），因此作用在活塞1801上的力也可增加（或减小）。作用在活塞上的力可导致弹簧收缩或膨胀，从而使活塞下降或升高。随着氢气从反应器释放，并且压力降低，弹簧可将活塞向上推动返回，从而导致与液态氢载体接触的催化剂的表面积增加。图19示出了包括弹簧1910的示例性系统1900。虽然弹簧1910被示出为压缩弹簧，但是可使用各种其它形式的弹簧，例如，拉伸弹簧、扭力弹簧、恒力弹簧或类似，这取决于活塞的配置。可根据特定应用的要求而选择具有任何合适的弹簧常数k的弹簧。可使用各种其它部件，以在活塞上施加力，例如，气动活塞、液压活塞、磁体、可压缩或可拉伸的材料（例如，橡胶等）或类似。

在一些实施例中，催化剂121相对于液态氢载体的运动可由计算系统15控制。催化剂121相对于液态氢载体的运动可通过任何适当的功能而被描述。在示例性实施例中，催化剂121可相对于液态氢载体执行周期性运动。图20示出了例如催化剂121周期性地接触液态氢载体（即，催化剂121的表面的至少部分由液态氢载体润湿）。

在各种实施例中，在催化剂121和液态氢载体之间的接触面积增加之后，可存在等待时间，所述等待时间与来自液态氢载体的氢气提取增加相关联。如本文限定的，术语“等待时间”可指的是当液态氢载体与催化剂121的表面接触时获得最大氢气提取速率（对于给定的湿润区域）所需的时间间隔。如果将催化剂121浸入液态氢载体中，则氢气提取速率可随着时间增加，直到达到最大提取速率值（对于催化剂的特定润湿区域）。等待时间是达到此类最大速率值所花费的时间。

等待时间可与特征时间长度标度相关联，所述特征时间长度标度可用于确定催化剂121相对于液态氢载体的运动速率。例如，如果催化剂121迅速地浸入液态氢载体中，并且从液态氢载体撤出（此处，“迅速”暗示的是，运动持续时间小于等待时间），则可不存在大量氢气提取。在示例性实施例中，催化剂121到液态氢载体中的周期性浸入以及之后催化剂121从液态氢载体的撤出可基于此类周期性运动的持续时间而确定氢气提取速率。例如，图21A示出了时间相关的周期函数的示例性曲线图2106，用于相对于液态氢载体移动的催化剂。氢气的相应提取速率由示例性曲线图2104示出，其中，平均提取速率R1由虚线表示。图21B示出了时间相关的周期函数的示例性曲线图2110，用于相对于液态氢载体移动的催化剂。氢气的相应提取速率由示例性曲线图2108示出，其中，平均提取速率R2由虚线表示。在示例性实施例中，由曲线图2110描述的周期性运动的频率可高于由曲线图2106描述的周期性运动的频率，从而导致速率R2小于速率R1。应注意，周期性运动仅是示例性的，并且可使用催化剂的任何其它适合的运动对于时间的函数。附加地或可选地，催化剂121和液态氢载体111两者可移动（例如，液态氢载体可使用活塞1801而移动）。

图22示出了使用液态氢载体用于在氢气反应器中提取氢气的示例性过程2200。可例如使用上述系统1600或1800而执行过程2200。在步骤2210中，过程2200可包括从反应器接收对于改变氢气流率的需求的指示。在一些实施例中，指示可作为由系统接收的电子指示而被接收。例如，系统的用户或由系统供能的装置（例如，由燃料电池130供能的装置）的用户可基于对于增加或减少氢气流率的需求而发送指示。例如，用户11（图1）可通过用户界面16、与由系统供能的装置相关联的用户界面、移动电话或另一便携式装置或类似而提供指示。在一些实施例中，可例如从由系统供能的装置自动发送指示。例如，可基于对于增加装置功率的需求而传输指示，并且因此可指示对于增加氢气流率的需求。在其它实施例中，指示可基于其它变量，例如，氢气反应器120或任何其它相关部件或系统中的压力或压力变化率（例如，由氢产生系统供能的燃料电池、一个或多个氢导管等）。

在过程2200的步骤2220中，基于对于改变氢气流率的需求的指示，可导致催化剂和液态氢载体之间的相对运动，以改变由液态氢载体接触的催化剂的表面积。在一些实施例中，步骤2220可包括将催化剂线性地移动进入和/或离开液态氢载体。例如，如在系统1600中，催化剂121可在氢气反应器120内升高或降低，以改变与液态氢载体111接触的催化剂121的表面积。催化剂也可旋转进入或离开与液态氢载体111的接触。例如，如图17所示，液态氢载体111也可基于对于改变氢气流率的需求的指示而移动。因此，在步骤2220中，导致相对运动可包括移动氢气反应器的壳体的至少一个壁或另一可移动元件，以便相对于催化剂移动液态氢载体。例如，使用系统1800（图18），步骤2220可包括升高或降低活塞1801。在一些实施例中，可基于指示而移动多于一个元件，例如，通过移动催化剂和液态氢载体111两者。

过程2200还可包括用于提取氢气的附加步骤或子步骤。例如，过程2200可包括步骤2212，所述步骤2212基于对于改变氢气流率的需求的所接收指示而确定催化剂和液态氢载体之间所需的相对运动的量，以提供催化剂和液态氢载体之间的一定水平的表面积接触，以满足对于改变氢气流率的需求。因此，过程2211可包括附加子步骤，所述附加子步骤例如基于系统的设置或能力而确定是否包括步骤2212。可基于对于执行过程2200的系统可用的数据、设置或其它信息而确定所需的相对运动的量。例如，系统可包括预编程算法或将催化剂或其它可移动元件的位置与所导致的流率相关联的数据。在一些实施例中，相对运动可基于与系统相关联的历史数据而由系统确定。例如，系统可使用线性回归算法、机器学习或深度学习技术或其它方法，以开发模型，以将相对移动与所导致的流率相关联。系统还可考虑其它变量，例如，压力值、温度值、已经从反应器中的液态氢载体提取的氢气量、液态氢载体已经在反应器中的时间、催化剂的使用寿命等等。然后，步骤2212的确定可用于执行过程2220。例如，步骤2220可包括导致催化剂和液态氢载体之间所确定的相对运动的量。

图23A、23B和23C示出了与使用液态氢载体在氢气反应器中提取氢气相关联的各种其它过程2300A、2300B和2300C。这些过程可单独地、与彼此以各种组合地或与所公开实施例的其它过程以组合地执行。例如，过程2300A、2300B和2300C或其步骤可作为附加步骤、子步骤或子过程作为上述过程2200的部分执行。

图23A示出了用于基于目标氢气压力而控制运动的过程2300A。在步骤2310A中，过程2300A可包括确定目标氢气压力。可基于与系统10相关联的数据或设置而确定目标压力。例如，目标压力可为系统10内的固定设定点，或者可为基于其它变量（例如，与氢气反应器120相关联的温度或流率）的计算值。如过程2200所示，在一些实施例中，可基于对于改变氢气流率的需求而确定目标压力。

在步骤2320A中，过程2300A可包括基于在氢气反应器中的观测氢气压力与目标压力值之间的差而控制催化剂相对于液态氢载体的运动。因此，执行过程2300A的系统可检测或获得系统内的观测氢气压力。例如，如上所述，可基于从压力传感器1620、1820或1821接收的一个或多个信号而获得或确定观测压力。可将此观测压力与在步骤2310A中确定的目标压力进行比较。然后，系统可通过移动氢气反应器120中的元件（例如，催化剂、液态氢载体或两者）基于压力之间的差而控制催化剂相对于液态氢载体的运动。例如，如果在反应器120中的观测压力大于目标压力，则步骤2310A可包括移动催化剂或另一元件，以减小与液态氢载体接触的催化剂的表面积。此类控制可在反馈回路布置中继续，以减小、最小化或消除观测氢气压力（或气体流率或温度、需求指示或与氢气反应器的操作相关联的任何其它量）与目标氢气压力（或气体流率或温度、需求指示或与氢气反应器的操作相关联的任何其它量）之间的差。

图23B示出了用于基于目标氢气流率而控制运动的过程2300B。在步骤2310B中，过程2300B可包括确定氢气的目标流率。类似于过程2300A的目标压力，可基于与系统相关联的数据或设置而确定目标流率。例如，目标流率可包括系统10内的固定设定点，或者可包括基于其它变量的计算值，例如，氢气反应器120的温度或压力。在一些实施例中，可基于燃料电池（例如，燃料电池130）或由系统（例如，由燃料电池）供能的装置对于氢流动的需求而确定目标流率。

在步骤2320B中，过程2300B可包括基于反馈回路而控制催化剂相对于液态氢载体的运动，所述反馈回路被配置为减小观测氢气流率与氢气目标流率之间的差。因此，执行过程2300B的系统可确定或获得观测流率。此观测流率可例如通过氢气反应器120中的或系统中的其它位置的传感器而测量。在一些实施例中，可基于其它变量（例如，系统中的一个或多个测量压力和/或温度值）（例如，与相关导管和/或其它反应器部件的已知几何形状组合）而计算或估测流率。步骤2320B可包括移动催化剂或其它部件，以增加或减少与液态氢载体接触的催化剂的表面积，以减小观测流率与目标流率之间的差。例如，系统可包括反馈回路或其它各种控制回路或系统，以减小观测流率与目标流率之间的差。此类反馈回路可类似于上文相对于图21描述的反馈回路，并且此类基于反馈的控制可用于基于任何可观测量而控制氢气反应器的操作。

图23C示出了过程2300C，用于基于反应器中的压力变化率而替换在氢气反应器中的提取过程期间形成的废液态氢载体。过程2300C可例如与过程2200结合使用，以改善氢气提取。在步骤2310C中，过程2300C可包括使用压力传感器而确定系统中的氢气压力变化率。例如，可在一段时间间隔内追踪从氢气反应器120的压力传感器1620、1820和/或1821接收的信号，以确定反应器中的压力变化率。系统还可获得阈值压力变化率值，其可为固定值（例如，基于系统的控制设置），或也可为可变的（例如，基于对于氢气流动、形成液态氢载体的在溶液中的金属硼氢化物浓度的需求等）。低于此阈值的压力变化率可指示的是，例如，由于反应器中的液体载体耗尽，因此反应器正在以更低的效率提取氢。

在步骤2320C中，当所确定的压力变化率低于阈值时，系统可移除部分废液态氢载体。在步骤2330C中，过程2300C可包括使液态氢载体流动到氢气反应器中。使用此方法，可替换废液态氢载体或耗尽的液态氢载体，以增加氢气提取速率。因此，上述的方法和系统（例如，过程2200）可更有效地操作。

在一些实施例中，可布置多于一个氢气反应器，使得可提供氢气到外部负载的连续流出。例如，可在一个或多个可用氢气反应器中更换废液态氢载体时提供此类连续流出。此类连续流出对于外部负载可为重要的，以使被供应有氢气的外部系统能够不间断地操作。为了提供氢气的连续流出，可将系统配置为在反应器之间切换或交替，以将氢气供应到共享输出或流出。如本文使用的，氢气的连续供应可指的是其中在从主要从第一氢气反应器接收氢气到主要从第二氢气反应器接收氢气的过渡期间的氢气流率可保持连续或基本上连续的任何氢气供应。在一些情况下，在从第一氢气反应器的气体流动到从第二氢气反应器的气体流动的过渡期间的连续或基本上连续的气体流率在过渡期间可为恒定的或基本上恒定的。在其它情况下，氢气的连续供应可包括氢气流率的变化，但是来自氢气反应器的系统的总体氢气流率可保持在阈值水平以上（例如，零流率、25％的最大输出能力、50％的最大输出能力等）。在各种实施例中，系统可被配置为以根据外部负载的需求的氢气流率供应氢气。在各种实施例中，氢气流动可取决于反应器120中的压力与外部负载所要求的压力之间的压差。为了以根据外部负载的需求的氢气流率供应氢气，可使反应器120内的压力维持处于预定控制值，从而导致所需的氢气流率。

在各种实施例中，使用液态氢载体用于提取氢气的系统可包括第一氢气反应器和第二氢气反应器。例如，图24示出了包括氢气反应器120A和氢气反应器120B的系统2400。在各种实施例中，氢气反应器120A可具有气体出口752A，所述气体出口752A可包括止回阀702A。止回阀可被配置为允许氢气从氢气反应器120A流动，同时防止氢气在相反方向上流动。当描述止回阀702A时，止回阀702A的氢气反应器120A侧被称为止回阀702A的流入侧，止回阀702A的另一侧被称为流出侧。类似地，氢气反应器120B可被配置为具有气体出口752B，所述气体出口752B可包括具有对应的流入侧（即，靠近氢气反应器120B的侧部）和流出侧的止回阀702B。

在各种实施例中，气体出口752A和752B可连接到氢气流动导管720，所述氢气流动导管720被配置为经由分支721A从氢气反应器120A接收氢气，并且经由分支721B从氢气反应器120B接收氢气。氢气流动导管720可被配置为使氢气流动到流出端部723，如图24所示。在一些实施例中，氢气流动导管720可在流出端部723附近包括阀729，从而允许通过氢气流动导管720的氢气流率的附加控制。在一些实施例中，可在流出端部723处使用泵727（或任何其它类型的压力调节部件或系统，例如，压缩机），以控制流出端部723处的压力。附加地或可选地，可单独地或与控制流出端部723处的压力（例如，使用阀729）同时地控制流出端部723处的氢气流率。

在各种实施例中，如上所述，氢气反应器120A和120B可被配置为通过将液态氢载体111暴露于催化剂121而提取氢气。在各种实施例中，氢气反应器120A和120B可与本文所述的任何氢气反应器相似或相同，包括图7A所示的氢气反应器。例如，氢气反应器120A（120B）可包括催化剂121A（121B），所述催化剂121A（121B）的至少一些表面积可由液态氢载体111润湿。此外，在操作期间，氢气反应器120A（120B）可包括氢气773A（773B），所述氢气773A（773B）占据氢气反应器120的部分。氢气反应器120A（120B）还可包括类似于图7A所示的氢气反应器120的部件的各种其它部件。类似于上文讨论的实施例，液态氢载体111可流动进入以及离开氢气反应器120A（120B）。当液态氢载体111流动到氢气反应器120A（120B）中时，氢气反应器120A（120B）中的压力可由于由氢气773A（773B）占据的体积的减小而增加。当液态氢载体111从氢气反应器120A（120B）流动时，氢气反应器120A（120B）中的压力可由于由氢气773A（773B）占据的体积的膨胀而降低。在其它情况下，液态氢载体111可响应于液态氢载体储存器与相应的氢气反应器120A（120B）之间的压差而流动进入或离开氢气反应器120A（120B）。当氢气反应器中的压力下降时，附加的液态氢载体可流动到该氢气反应器中，以均衡压力。在其它情况下，当氢气反应器中的压力升高时，液态氢载体可流动离开该氢气反应器，以均衡压力。

在各种实施例中，系统2400用于从液态氢载体111提取氢气（例如，氢气773A），并且将气体773A用作用于外部负载（例如，燃料电池、内燃机等）的燃料。因此，在各种实施例中，氢气反应器120A可包括如图7A所示的气体出口752A，所述气体出口752A被配置为使氢气773从氢气反应器120流动到各种外部负载。在各种实施例中，可建立或维持最小压力，以与特定的外部负载系统兼容。例如，某些燃料电池应用可要求最小氢气压力，用于操作。为了获得此类最小压力或任何其它期望压力水平，当氢气反应器120A（120B）中的压力超过由外部负载要求的最小压力时（或当氢气反应器120A或120B中的压力超过与氢气产生系统相关联的最小操作压力时），止回阀702A（702B）可允许氢气773A（773B）流动离开氢气反应器120A（120B）。

气体出口752A可具有附加阀757A，所述附加阀757A可由用户11、由控制器（例如，接收指令（例如，来自计算系统15的电信号）的机械装置）或其组合操作。在示例性实施例中，计算系统15可允许用户11经由界面系统16控制阀757的操作方面。

在各种实施例中，氢气流动导管720的流出端部723处的压力以及氢气反应器120A中的氢气773A的压力可用于确定经由气体出口752A离开氢气反应器120A的氢气流率764。附加地，阀757A的位置可控制/影响总体氢气流率764。压力723可由泵控制，或者其可对应于环境压力（即，环境中的压力）或者在示例性外部负载（或与外部负载关联的一个或多个部件）内或与其相关联的压力。在各种实施例中，响应于通过气体出口752的氢气流率764的增加，氢气反应器120A（或120B）内的压力可降低。类似地，响应于通过气体出口752的氢气流率764的降低，氢气反应器120A（或120B）内的压力可增加。

在各种实施例中，例如，如图7A所示，氢气反应器120A（120B）可包括压力传感器754A（754B）。由压力传感器754A（754B）测量的压力数据可被传输到计算系统15，用于处理。在示例性实施例中，可经由用户界面16为用户11显示由传感器754A（754B）获得的压力数据。在一些情况下，可经由使用安全阀759A（759B）的安全氢气导管758A（758B）从氢气反应器120A（120B）释放氢气773A（773B）。例如，当氢气反应器120A（120B）内的压力高于阈值（例如，最大耐受压力水平）时，氢气773A（773B）可被释放。氢气反应器120A和120B还可包括清除出口141A和141B，用于从对应的反应器120A（120B）排出液态氢载体111（或废液态氢载体112）。在示例性实施例中，经由清除出口141A（141B）从反应器120A（120B）部分或完全移除液态氢载体111可导致来自液态氢载体111的氢提取减少或终止。

在各种实施例中，计算系统15可使用从压力传感器754A（754B）获得的数据而评估氢气反应器120A/120B中的压力，并且打开、关闭或部分打开阀759A（759B），以使氢气773A（773B）释放离开氢气反应器120。在各种实施例中，计算系统15可借助于控制器（诸如，由马达致动的机械致动器）而控制阀759A（759B）。

在图24以及图7A所示的各种实施例中，可使用不同类型的阀。例如，阀702A和702B可包括止回阀，阀759A（759B）可包括安全阀，例如，泄压阀。在一些实施例中，阀757A（757B）可包括闸式阀、截止阀、旋塞阀、球阀或止回阀等。

在各种实施例中，计算系统15可被配置为监测氢气反应器120A（120B）内的压力（例如，通过监测由传感器754A或754B获得的压力数据），并且控制阀757A（757B）的打开和关闭（或部分打开），以控制氢气反应器120A（120B）内的压力。在各种实施例中，因为阀702A（702B）可包括止回阀，所以可通过止回阀的流入侧和流出侧之间的压差而控制此类阀。计算系统15可例如通过控制阀的上游压力（其控制止回阀的打开和关闭）而间接地控制阀702A（702B）的操作。然而，应注意，阀702A（702B）可包括可由计算系统15更直接地控制的一些参数。例如，阀702A（702B）可具有控制压力阈值的可调节参数。如本文参考的，除非另有说明，否则术语“压力阈值”指的是对于使止回阀打开所需的横跨示例性止回阀的最小压差（例如，对于阀702A或702B的流入侧和流出侧之间的压差）。在示例性实施例中，当阀702A（702B）被配置为具有控制压力阈值的可调节参数时，计算机系统15可被配置为调节此参数。在一些实施例中，阀702A（702B）可具有可由计算系统15调节的其它参数。例如，可调节可用于阀702A（702B）内的氢气流动的截面面积。在各种实施例中，止回阀702A和702B可包括摆动止回阀、升程止回阀、球形止回阀（例如，如图26所示的球形止回阀702A和702B）和类似。

在各种实施例中，计算系统15可经由用户界面16从用户11接收指令，并且通过打开或关闭一个或多个阀（例如，用于氢气反应器120A的阀757A和759A）而调节氢气反应器120A（120B）内的压力。附加地或可选地，计算系统15可打开/关闭氢气反应器120A的一个或多个阀，以将氢气反应器120A内的压力控制在目标压力值范围内，或控制压力，以匹配氢气反应器120A中的目标压力。附加地或可选地，系统15可调节止回阀702A的参数，如上所述。计算系统15可被配置为使用控制器（例如，用于打开和关闭阀的马达）而打开和关闭阀。例如，计算系统15可被配置为打开和关闭阀759A，以匹配氢气反应器120A中的目标压力。在一些实施例中，计算系统15可被配置为接收由传感器754A获得的压力数据，并且响应于所接收的压力而打开或关闭阀759A和/或757A。

尽管图24中所示的实施例描述了包括两个氢气反应器120A和120B的氢气产生系统，但是其它配置也是可能的。例如，在整个氢气产生系统中可包括若干氢气反应器。在此类情况下，任何数量的氢气反应器可经由对应气体出口共享共同的氢气流动导管720。可选地，可存在多于一个氢气流动导管，并且每个氢气流动导管连接到若干氢气反应器的气体出口。例如，当存在多个外部负载时，可为给定的外部负载选择氢气流动导管。所选择的氢气流动导管可被配置为将来自多个氢气反应器的氢气引导到给定的外部负载。

在图24的实施例中，系统2400可包括同步反应器，其中，术语“同步”可指的是以下操作特性：其中，从包括两个或多个氢气反应器的氢气产生系统连续地提供氢气。例如，可同步来自多于一个氢气反应器的气体流动输出，以提供来自氢气产生系统的连续或基本上连续的氢气流率（例如，通过流出部723）。可通过主要或仅从一个氢气反应器（例如，120A）供应期望氢气流率并且随后当一个或多个氢气反应器不再能够维持期望氢气流率时（或当确定不能够供应期望氢气流率的此类情况即将发生时）主要或仅从另一可用氢气反应器供应期望氢气流率而实现此类同步。

在示例性实施例中，系统2400可被配置为在使用反应器120A和反应器120B之间交替。例如，系统2400可使用反应器120A向外部负载供应氢气，同时防止反应器120B供应氢气（即，阻塞反应器120B）。如本文限定的，除非另有说明，否则反应器当用于向外部负载供应氢气时是“接合的”，而反应器当不用于向外部负载供应氢气时是“脱离的”。附加地，如果反应器在从接合到脱离的先前过渡之后接合，则其被称为“重新接合”。例如，反应器120B可通过关闭阀757B而脱离。反应器120A（120B）可由于关闭止回阀702A（702B）、由于关闭阀757A（757B）或由于关闭两个阀而脱离。反应器120A（120B）可由于打开阀702A（702B）和阀757A（757B）两者而接合。

当横跨止回阀702A存在足够的压差（即，横跨止回阀702A的压差大于压力阈值）时，反应器120A可经由分支721A将氢气供应到外部负载。在一个实施例中，反应器120B可通过关闭阀757B而脱离。当横跨止回阀702A的压差大约为（或接近）止回阀702A的压力阈值时（例如，横跨止回阀702A的压差可比压力阈值高百分之五、百分之十、百分之二十或任何其它合适值），反应器120B的阀757B可在止回阀702A关闭之前打开（例如，由于横跨止回阀702A的压差下降到压力阈值以下）。通过打开阀757B，反应器120B可接合，以经由分支721B将氢气供应到外部负载。在示例性实施例中，在止回阀702A关闭之后，阀757A可关闭，从而导致反应器120A脱离。

在各种实施例中，当反应器120B接合时，反应器120A中的氢气压力可增加到足够高的水平，而可允许重新接合反应器120A。例如，反应器120A中的氢气压力可增加，使得当阀757A打开时，横跨止回阀702A的压差高于压力阈值。在示例性实施例中，横跨止回阀702A的压差可比压力阈值高百分之五、百分之十、百分之二十或任何其它合适值。如果反应器120A中的氢气压力足够高（如上所述），则可通过关闭阀757B而使反应器120A重新接合，并且可使反应器120B脱离。在各种情况下，通过打开阀757A而接合反应器120A可导致通过关闭阀757B而使反应器120B脱离，并且反之亦然，通过打开阀757B而接合反应器120B可导致通过关闭阀757A而使反应器120A脱离。

在可选实施例中，阀757A和757B两者可打开，导致止回阀702A和702B确定哪个反应器120A或120B正在接合。在示例性实施例中，当与气体出口752A相关联的氢气压力比与气体出口752B相关联的氢气压力更低达预定压力值时，反应器120A可脱离，并且反应器120B可接合。在一些实施例中，反应器120A和120B两者可接合，以将氢气供应到外部负载。在各种实施例中，所选择的压力值可为几psi至几巴，并且在一些实施例中，预定压力值可为可由计算系统15控制的参数。在一些实施例中，用于止回阀702A和702B的压力阈值可被选择，以控制反应器120A和反应器120B的接合/脱离以及止回阀702A和702B的流出侧处的压力值。

系统2400可在接合反应器120A和120B之间交替，直到反应器中的一个（例如，120A）不包含足够的液态氢载体111，以允许期望水平的氢提取（例如，当液态氢载体释放氢并且变成废液态氢载体时）。在示例性实施例中，如果反应器120A中的氢气压力不可增加到足够高的水平、当反应器120A不向外部负载释放氢气时（以克服止回阀的最小操作压力、以满足氢气需求、以超过与另一氢气反应器相关联的压力等等），则反应器120A不包含足够的液态氢载体111。例如，反应器120A中的压力可足够低，以导致横跨止回阀702A的压差低于压力阈值。可选地，当反应器120A中的压力可恰好足够高以导致横跨止回阀702A的压差略高于压力阈值时（例如，当横跨止回阀的压差比压力阈值高百分之五、百分之十或百分之二十时），可认为反应器120A不包含足够的液态氢载体111。

在各种实施例中，当反应器120A不包含足够的液态氢载体111时，其可被补充（例如，废液态氢载体112可从反应器120A流动，并且液态氢载体111可流动到反应器120A中），如下所述。在各种实施例中，反应器120B可被配置为包含足够的液态氢载体111，并且可在补充反应器120A时接合，用于将氢气供应到外部负载。

在某些情况下，可通过图24所示的配置而维持通过流出部723的氢气输出的同步。例如，止回阀702A和702B可同步操作，以便在流出部723处维持连续或基本上连续的氢气压力/氢气流率。在一些情况下，连续流率可为恒定的或基本上恒定的。此类同步操作可包括打开一个止回阀（例如，702A）而关闭另一止回阀（例如，702B），以维持在流出部723处的氢气压力/流动。例如，如果氢气反应器120A中的压力大于氢气反应器120B中的压力达某一压力值，则止回阀702A和702B可被配置为通过打开止回阀702A和关闭止回阀702B而响应于此压差。类似地，如果氢气反应器120B中的压力大于氢气反应器120A中的压力达某一压力值，则此压差导致打开止回阀702B，并且关闭止回阀702A。图24示出了当止回阀702B打开并且止回阀702A关闭时的实施例。在各种实施例中，止回阀702A（702B）被配置为当止回阀702A（702B）的流入侧与流出侧之间的压差为正并且高于阈值时允许氢气从氢气反应器120A（120B）流动朝向氢气流动导管720的流出端部723。

虽然上述操作相对于其中需要维持来自氢气反应器120A或氢气反应器120B（或来自任何其它可用反应器）的连续氢气输出（其可为恒定或基本上恒定的）的情况而进行，但是应注意，尽管连续供应可为系统的目标，但是可存在其中氢气流率可增加或减少的情况。例如，在某些情况下，两个或多个氢气反应器可串联（或一起）操作，每个与相应氢气反应器壳体内的一定压力水平（或相应止回阀（例如，止回阀702A或702B）的上游端部处的氢气压力）相关联。在此类情况下，在相应氢气反应器输出处的止回阀（例如，702A和702B）可操作，使得在流出部723处的氢气流动主要或仅源自具有最高瞬时压力的氢气反应器。换句话说，相应止回阀可操作，以允许来自具有最高气压的氢气反应器的流动，同时阻挡来自其它氢气反应器的流动。在一些实施例中，如果需要增加流出部723处的氢气流动，则此类增加可通过增加来自任何可用氢气反应器的氢气提取速率而实现。随着来自特定氢气反应器的氢气提取速率增加，其相应流出止回阀的上游的压力也将增加。一旦该压力超过相应止回阀的下游侧处的压力，则止回阀将打开，并且从流出部723流动的整个系统的氢气输出将由其中氢气提取速率增加的特定氢气反应器供应。

在各种实施例中，无论特定的操作方案，系统2400都可被配置为当氢气反应器120A的气体出口752A内的氢气压力比氢气反应器120B的气体出口752B内的氢气压力更高达选定压力值时使从氢气反应器120A提取的氢气流动通过止回阀702A，并且阻挡从氢气反应器120B提取的氢气流动通过止回阀702B。可选地，系统2400可被配置为当氢气反应器120B的气体出口752B内的氢气压力比氢气反应器120A的气体出口752A内的氢气压力更高达选定压力值时使从氢气反应器120B提取的氢气流动通过止回阀702B，并且阻挡从氢气反应器120A提取的氢气流动通过止回阀702A。输出止回阀之间的此类同步操作可实现所公开的整体氢气产生系统的连续氢气输出（以恒定或非恒定水平）。

在示例性实施例中，反应器120A可首先接合，而反应器120B可脱离。例如，阀757A和阀702A可打开，以接合反应器120A，而阀757B可关闭，以使反应器120B脱离。当与气体出口752A相关联的氢气压力高于可基于外部负载的所要求压力值时，反应器120A可接合。所要求压力值可为由外部负载要求的压力，也可为任何合适的所要求压力值。例如，所要求压力值可比由外部负载要求的压力高百分之五、百分之十、百分之二十、百分之五十、百分之六十或百分之一百。当反应器120A接合并且向外部负载供应氢气时，反应器120A参与消耗过程。如本文限定的，除非另有说明，否则术语“消耗过程”指的是从液态氢载体提取氢气并且将所提取的氢气供应到外部负载的过程。当气体出口752A中的压力低于所要求压力值时，消耗过程可完成，并且反应器120A可脱离。当反应器120A脱离接合时（或在该时间之前不久），反应器120B可接合。当反应器120B接合时，反应器120A可经历恢复。如本文限定的，除非另有说明，否则术语“恢复”指的是反应器120A增加氢气压力，使得气体出口752A中的压力高于在完成恢复时所要求的压力值。当与气体出口752B相关联的氢气压力高于所要求压力值时，反应器120B可接合。当气体出口752B中的压力低于所要求压力值时，可在完成恢复之后使反应器120B脱离，并且可使反应器120A重新接合。

在各种实施例中，反应器的恢复率（即，反应器可恢复的速度）取决于存在于反应器内的液态氢载体中存储的剩余氢浓度量。在各种实施例中，系统2400可被配置为在恢复率足够高时操作。例如，对于包括两个反应器的系统2400，恢复率可高于反应器120A和120B的消耗率（例如，反应器可完成消耗的速度）。对于包括多个反应器的系统2400，恢复率可高于消耗率除以系统中存在的其它反应器的数量。在各种实施例中，当反应器120A（120B）的恢复过程完成时，反应器120A（120B）可接合。当反应器120A（120B）的恢复率低于所要求恢复率时，可补充反应器120A（120B）。附加地或可选地，系统2400可被配置为在反应器120A（120B）的补充率高于另一反应器120B（120A）的消耗率时补充反应器120A（120B）。

在各种实施例中，系统2400可被配置为在反应器120B完成消耗过程之前补充反应器120A。这可确保系统2400连续操作，而不中断对于外部负载的氢气供应。应注意，尽管系统2400被描述为使用两个反应器，例如，反应器120A和120B，但是可使用多于两个反应器。在各种实施例中，系统2400的反应器中的至少一个可在系统2400的其它反应器中的一个的补充过程期间向外部负载供应氢气。

图25示出了说明性系统2500，其中，代替两个止回阀702A和702B，使用了一个止回阀703。止回阀703可被设计成在壳体713内移动，其中，壳体713可为氢气流动导管720的部分。单个止回阀703可为单个止回阀布置的一个示例性实施例，其可用于选择性地从氢气反应器120A或氢气反应器120B引导氢气。例如，止回阀703可允许来自反应器120A的气体流动，并且可防止来自反应器120B的气体流动，并且反之亦然。应注意，可存在其中止回阀703至少部分地向反应器120A和反应器120B两者打开的至少一段时期（例如，在止回阀703的状态过渡期间）。其它阀可包括双通道转向阀和类似。类似于图24所示的实施例，图25所示的系统2500可具有阀757A和757B，其可提供对于来自氢气反应器120A和氢气反应器120B的氢气流动的附加控制。

图26示出了系统2600，所述系统2600包括氢气反应器120A、氢气反应器120B以及经由用于使液态氢载体111流动的液态氢载体通道711连接到氢气反应器120A的液态氢载体储存器701。类似于图7A所示的系统700的氢气反应器120，系统2600的氢气反应器120A和氢气反应器120B可包括对应于氢气反应器120的元件的各种元件。例如，氢气反应器120A和氢气反应器120B可包括对应于气体出口752的气体出口752A和752B以及对应于压力传感器754的压力传感器754A和754B以及对应于催化剂121的催化剂121A和121B。附加地，如图26所示，系统2600包括与图7A所示的系统700的元件相同的元件，例如，液态氢载体通道711、液态氢载体通道阀745以及气体连接通道810、气体连接通道阀820、压力传感器734、阀722和分支726和类似。附加地，系统2600可包括流入的液态氢载体通道747A和747B以及阀749A和749B。在各种实施例中，系统2600还包括氢气流动导管720以及止回阀702A和702B。应注意，系统2600和系统700的相似元件可按相似的方式作用。例如，液态氢载体通道711可被配置为响应于液态氢载体储存器701和氢气反应器120A之间的压差而使液态氢载体111在液态氢载体储存器701和氢气反应器120A之间流动。

同步氢气反应器操作的一个潜在益处可包括在氢气流动导管720的流出端部723处提供连续氢气流动的能力。例如，当氢气反应器120A或氢气反应器120B中的一个不操作时（例如，当反应器120A或120B不从液态氢载体111提取氢气或不（或不可）从液态氢载体提取足够的氢气以满足对于氢气的特定需求时），可维持此类连续流动。例如，反应器中的一个可经历维修过程，或者反应器中的一个可要求加注。在相对于一个或多个反应器的此类过程期间，所公开的实施例可无缝并且连续地能够从至少一个其它可用氢气反应器供应氢气。

图27显示了示例系统2700，所述示例系统2700包括氢气反应器120A、氢气反应器120B、气体流出部752A和752B、止回阀702A和702B、氢气流动导管720、压力传感器754A和754B以及液态氢载体通道780A和780B，用于使液态氢载体111从液态氢载体罐100流动到相应的氢气反应器120A和氢气反应器120B。在各种实施例中，通道780A和780B可被配置为例如通过使用泵而使液态氢载体111从液态氢载体罐100的室101流动。

在各种实施例中，氢气反应器120A或氢气反应器120B可被配置为当大部分或全部氢气773已经从液态氢载体111提取时处理废液态氢载体112。类似于图11所示的系统1100，液态氢载体罐100可经由相应的废液态氢载体通道1115A和废液态氢载体通道1115B连接到氢气反应器120A和氢气反应器120B，所述废液态氢载体通道1115A和废液态氢载体通道1115B被配置为将废液态氢载体112相应地从氢气反应器120A和氢气反应器120B输送到液态氢载体罐100的室102。在各种实施例中，废液态氢载体通道1115A和废液态氢载体通道1115B可包括对应的阀，例如，废液态氢载体通道阀1120A和废液态氢载体通道阀1120B，其被配置为打开和关闭氢气反应器120A或氢气反应器120B与室102之间的废液态氢载体112的流动。类似于与系统1100相关的实施例，如上所述，系统2700可被配置为当关闭止回阀702时当氢气反应器120中不存在观测压力的显著变化时使废液态氢载体112从氢气反应器120流动到液态氢载体罐100的室102中。

在各种实施例中，为了确保氢气反应器120A和氢气反应器120B不同时处理废液态氢载体112，可首先使用启动过程1200A-1200E中的任何而启动氢气反应器120A，随后使用启动过程1200A-1200E中的任何而启动氢气反应器120B。在示例性实施例中，在氢气反应器120A和氢气反应器120B的启动之间的时间延迟可为对于氢气反应器120A或氢气反应器120B的整个主工作循环所需的时间的一半（此处被称为一半时间）。附加地，补充过程（即，处理废液态氢载体112并且使液态氢载体111流动到氢气反应器120A或氢气反应器120B或液态氢载体储存器701（其可经由液态氢载体通道711连接到反应器中的一个）中的过程）可被配置为比一半时间更短，以确保经由氢气流动导管720的连续氢气流动。在一些实施例中，为了减少补充过程所要求的时间，当止回阀702A（702B）关闭时，如果在氢气反应器120A（氢气反应器120B）中的观测压力存在可观测的（并且可能是显著的）改变，则甚至可激活补充过程。在示例性实施例中，补充过程可在主工作循环的小部分时间下被激活，并且可包括处理可仅部分消耗氢气的液态氢载体111中的至少小部分。

为了说明的目的，已经给出了前述描述。其不是穷举的，并且不限于所公开的确切形式或实施例。通过考虑说明书和所公开实施例的实践，实施例的修改和改变将是显而易见的。例如，尽管已将某些部件描述为联接到彼此，但是这些部件可与彼此集成，或以任何合适的方式分布。

此外，尽管本文已经描述了说明性实施例，但是所述范围包括具有基于本公开的等同要素、修改、省略、组合（例如，各种实施例的方面）、改变和/或变型的任何和所有实施例。权利要求中的要素应基于权利要求中使用的语言而广义地解释，并且不限于在本说明书中或在进行本申请的期间描述的示例，所述示例应被解释为非排他性的。此外，可按任何方式修改所公开的方法的步骤，包括重新排序步骤和/或插入或删除步骤。

根据详细的说明书，本公开的特征和优点是显而易见的，因此，所附权利要求旨在覆盖落入本公开的真实精神和范围内的所有系统和方法。如本文使用的，不定冠词“一”和“一个”表示“一个或多个”。类似地，除非在给定的上下文中明确说明，否则不一定使用复数形式。除非另有明确说明，否则诸如“和”或“或”的词语表示“和/或”。此外，由于通过研究本公开将容易进行许多修改和变型，因此不期望将本公开限制为所示出和描述的确切配置和操作，因此，所有合适的修改和等同例可被认为是落入本公开的范围内。

通过考虑本文公开的实施例的说明书和实践，其它实施例将显而易见。说明书和示例旨在仅被视为示例，所公开的实施例的真实范围和精神由所附权利要求指示。