固态递送系统的制作方法

文档序号:15050946发布日期:2018-07-31 16:26阅读:165来源:国知局

氢可以是一种用于借助于在发动机中燃烧或通过化学反应例如在燃料电池中由化学能转化成电能而生成可消耗能量的燃料。在上述实例中,氢燃料典型地以气态形式供给。为了在此类系统中持续长期的时间周期产生可消耗能量,可储存大量的氢气且因此储存大量的潜在能量用于消耗。

用于氢的能量储存系统可包括气体储存罐并且可被构造成用以在接近700巴的高压下保存氢气以便储存足量的氢用于具体的能量消耗需要。高压能量储存系统(例如,在接近700巴的压力下储存氢气的那些)必须包括设计成用以处理或解决此类高压的更为坚固的构件。



技术实现要素:

在一个方面,一种固体氢储存系统包括:第一壳体,其限定内部并且具有用于将内部联接至热或反应物的其中至少之一的来源(source)的入口和构造成用以允许气体离开内部的出口;限定室的第二壳体;设置在室中的氢储存固体;分割平面,其将第一壳体与第二壳体分隔并且具有位于室和内部之间的至少一个端口;在该至少一个端口中的可变形塞,其中,内部通过可变形塞与室流体地隔离;以及控制器模块,其构造成用以使可变形塞可控地变形以打开该至少一个端口,从而流体地联接内部与室。当热或反应物的其中至少之一经由入口引入至内部时并且当可变形塞变形以打开该至少一个端口时,化学反应从氢储存固体释出氢气,并且氢气供给至出口。

在另一方面,一种固态递送系统,包括:限定第一内部的第一壳体和限定第二内部的第二壳体;以及分割平面,其将第一内部与第二内部分隔并且具有在第一内部和第二内部之间由至少一个可变形塞堵塞的至少一个端口。该至少一个可变形塞构造成用以可选择地变形以打开该至少一个端口,从而流体地联接第一内部和第二内部。

在又一方面,一种从固体氢储存系统释放氢气的方法,包括:通过控制模块接收表示氢气需求的需求信号;以及响应于接收需求信号,通过下述方式由控制模块控制在压力密封壳体中化学反应的启动,该压力密封壳体具有保存氢储存固体的室,其通过分割平面与相对的壳体内部流体地隔离,该分割平面具有由对应的可变形塞堵塞的端口,所述方式为选择性地供给反应物或热的其中至少之一至壳体内部并且使塞选择性地变形以流体地联接内部与室,使得化学反应从氢储存固体释出氢气,以及其中,释出氢气的体积与需求成比例。

附图说明

在附图中:

图1根据文中所述的各个方面显示航空器和功率分布系统的自顶向下的示意图。

图2根据文中所述的各个方面显示燃料电池的操作的示意图。

图3根据文中所述的各个方面显示固体氢储存系统的透视图。

图4根据文中所述的各个方面显示图3的固体氢储存系统的下歧管的第二实施例的透视图。

图5根据文中所述的各个方面显示图3的固体氢储存系统的下歧管的第三实施例的透视图。

图6根据文中所述的各个方面显示图3的固体氢储存系统的下歧管的第四实施例的透视图。

具体实施方式

本发明可在使用固态递送系统的任何环境中实施以提供从第一空间至第二空间的可控的或选择性的通路(access)。从这个意义上讲,该系统可被构造成用以例如提供选择性的通路以容许第一空间中的第一化学物与第二空间中的第二化学物混合、化合或化学地反应,其中,第一空间和第二空间通过固态递送系统分隔。此种系统的一个非限制性实例可包括使用氢作为燃料用于生成可消耗能量的环境,例如,借助于在发动机中燃烧或通过化学反应由化学能转化成电能。尽管本说明书主要涉及氢储存系统以提供氢气用于转化成电能通向用于航空器的功率电系统,但本公开内容的实施例适用于用于在第一壳体的第一空间或内部和第二壳体的第二空间或内部之间提供选择性通路的任何固态递送系统。例如,尽管本说明书涉及航空器中的紧急功率生成(或发电)系统,但本公开内容的实施例还可适用于提供氢气以在另外的非紧急操作例如起飞、降落或巡航飞行操作中产生独立的或补充的电功率。

如图1中所示,航空器10示出为具有至少一个燃气涡轮发动机,示为左发动机系统12和右发动机系统14。备选地,功率系统可具有更少的或附加的发动机系统。左和右发动机系统12、14可基本上相同,并且还可包括至少一个电机,例如发电机18。航空器示出为还包括多个功率消耗构件或电负载20,例如,促动器负载、飞行临界负载以及非飞行临界负载。各个电负载20均经由功率分布系统例如汇流条22而与发电机18的其中至少之一电联接。在航空器10中,操作的左和右发动机系统12、14提供可经由管轴(spool)提取的机械能,以提供用于发电机18的驱动力。继而,发电机18提供所产生的功率至汇流条22,其递送功率至电负载20用于负载操作。

航空器10或功率系统可包括附加的功率源用于提供功率至电负载20,并且可包括紧急功率源16、灌输(ram)空气涡轮系统、起动器/发电机、蓄电池、超级电容等。对于航空器10、紧急功率源16、发动机12、14、发电机18、功率源20和汇流条22的描述仅是提供作为一个非限制性实例的示意性航空器10构造,而非意图将本公开内容的实施例限制于任何具体的航空器10或操作环境。将应理解,尽管本发明的一个实施例在航空器环境中示出,但本发明并不如此受限而是具有对于在非航空器应用例如其它的移动式应用和非移动式工业、商业和居住应用中的电功率系统的一般应用。

另外,尽管各个构件显示为具有航空器的相对位置(例如,紧急功率源16在航空器10的头部或座舱附近),但本公开内容的实施例并不如此受限,并且构件并不基于它们的示意性描述而如此受限。例如,紧急功率源16可位于航空器10翼部、尾部区段中,或者关于航空器机身的后部更远。附加的航空器构造被预想到。

图2根据文中所述各个方面显示紧急功率源16(示为燃料电池系统24)的操作的实例构造。燃料电池系统24包括燃料电池26,其包括由电解质32隔开的阳极28(燃料电池26的正极侧)和阴极30(燃料电池26的负极侧),该电解质允许带正电的氢离子33在阳极28和阴极30之间移动。燃料电池26可包括电压输出34,其电联接阳极28和阴极30以提供在阳极28和阴极30之间产生的电流或电功率。电压输出34可例如向一个或多个电负载20(由代表性的单个负载20例示)提供功率。

燃料电池系统24附加地包括氢储存系统36,其包括与燃料电池26的阳极28连通的一组氢储存单元47,使得氢储存系统36可提供氢气38至阳极28。各个氢储存单元47均可构造成用以与其它单元47独立地或同时地提供氢气38,如基于燃料电池系统24的氢气38需要或需求所设计的那样。氢储存系统36可任选地包括控制器模块37,其构造成用以控制储存系统36的操作或氢储存单元47组的操作,这将在下文进一步阐释。燃料电池系统24还可包括构造成用以提供氧气42至燃料电池26的阴极30的氧源40,以及用于从燃料电池26的阴极30移除水46的水出口44。尽管描述的是氧源40,但可包括氧的其它来源,例如周围空气。

燃料电池系统24可任选地包括中间氢气储存单元39(以虚线轮廓显示),其构造成用以储存氢气38或由氢储存系统36或氢储存单元47所提供的过量氢气38。燃料电池系统24的构造可包括成在其中氢气38仅借助于任选的中间氢气储存单元39供给至阳极28。中间氢气储存单元39的一个非限制性实例可包括加压储存罐。

阳极28或阴极30还可包括一个或多个催化剂,其促成、促使或促进氢气38经历氧化反应以产生氢离子33和电子。离子33然后可横穿电解质32,而电子则被吸引至电压输出34或电负载20。从这个意义上讲,燃料电池26可产生直流(或直流电流,dc)。在阴极30,氢离子33、电子和氧气42形成水46,其借助于水出口44从燃料电池26移除。

阳极28和阴极30可选自具有电势差并被构造成用以产生上述化学反应的各种导电材料。具体的阳极28或阴极30材料与本发明并不具有密切关系。另外,电解质32可选自各种电解材料,其被构造成用于燃料电池26操作,包括但不限于质子交换膜型燃料电池(pem燃料电池,或pemfc)或固体氧型燃料电池。另外,尽管燃料电池26示意性地显示为具有一个阳极28、一个阴极30和一个电解质32的单个“电池”,但本公开内容的实施例被预想到在其中单独的电池被“堆叠”或串联地安放以产生构造成用以满足具体操作要求的期望电压输出34。例如,可要求紧急功率源16以270v的dc递送dc功率。附加或备选的功率操作要求被预想到在其中例如多个堆叠的燃料电池26可并联地构造成用以提供附加电流。此外,尽管所示实施例描述的是dc电压燃料电池系统24,但本公开内容的实施例可同等地适用于构造成用以例如借助于逆变器系统(未示出)提供交流(ac)电压输出的燃料电池系统24。

图3显示用于氢储存系统36的氢储存单元47的实例,该氢储存系统具有示为上歧管(或集流腔,manifold)48的第一壳体、示为分割平面50的固态递送系统,以及示为下歧管52的第二壳体。上歧管48可包括入口54、气体出口56,并且可限定以虚线显示在顶歧管48下面的内部58。内部58与入口54和气体出口56流体地联接。

入口54可与反应物贮存器(未示出)流体地联接并被构造成用以将反应物例如水或蒸汽递送至上歧管48的内部58。反应物可在上歧管的内部58内分散。

气体出口56可包括端口或通孔(via),其被构造成用以将位于上歧管48的内部58中的氢气递送至流体联接的目的地,例如中间氢气储存单元39或燃料电池26。气体出口56的实施例还可构造成使得仅允许氢气通过出口56。例如,气体出口可包括构造成用以仅允许氢气渗透过膜的气体可渗透膜等。从这个意义上讲,可位于上歧管48的内部58中的其它材料(包括但不限于蒸汽或水)将被防止穿过气体出口56。

下歧管52可构造成用以限定一组室60,该组室被构造成用以保存对应的氢储存固体62。该组室60显示为具有轻微圆整拐角的基本上成方形的室60,但可包括备选的几何形图案。用于该组室60的备选几何形图案可包括但不限于三角形、梯形、圆形、卵形、矩形、六边形等或者它们的组合。另外,该组室60的各种构造被预想到并且在单个的下歧管52实施例中可包括例如不同的大小、形状、容积等。无论该组室60或下歧管52的构造如何,本公开内容的实施例预想到呈粉末形式或压制粉“饼”形式的氢储存固体62对应于该组室60、与其对齐,或者调节成由其接收或保存。

当组装时,上歧管48、下歧管52和分割平面50可联接在一起以生成压力密封组件,其中,入口54和气体出口56提供用于流体或气体进入或外出的唯一通路。分割平面50可作为固态递送系统操作,因为它还可将压力密封的氢储存单元47分割成使得上歧管48的内部58限定第一压力密封隔室,而至少子组的室60可限定第二压力密封隔室或多个隔室。

如文中所用,氢储存固体62可包括含有氢分子的化学组成物,在其中该组成物呈固态或固体形式。氢储存固体62的非限制性实例可包括金属氢化物,例如氢化锂(lih)或二氢化镁(mgh2),其可作为粉末或压制粉“饼”而被生产、开发或包括在该组室60中。呈另外的固态形式的另外的氢储存固体62材料被预想到。

分割平面50可包括构造成用以将上歧管48与下歧管52分隔的平面结构。分割平面50还可包括一组端口64、通孔、孔口等,其提供穿过分割平面50的开口。分割平面50还可包括对应于该组端口64的一组塞66,其中,该组塞66在大小、形状方面设定成或者调节成用以堵塞、堵住或以其它方式防止流体横越穿过该组端口64。该组塞66还可包括可变形材料,例如,当受热时可熔融,或者当遇水时可溶解或可分解的材料。

分割平面50还显示为包括任选的一组电导线或导体68和电联接在至少两个电导体68之间的任选的电阻性元件70或材料。电阻性元件70可定位成紧接该组端口64和该组塞66,或者定位在该组端口64的内表面上,并且被构造成或选择成这样以在经受电流时产生热。从这个意义上讲,当电流施加至一组电导体68时,电阻性元件70可紧接该组端口64或该组塞66产生热,从而例如破坏分割平面50或端口64与塞66之间的连结(bond)。在一个实施例中,电阻性元件70、紧接该组塞66的电阻性元件70的定位,或者塞66的组成物可选择成使得由电阻性元件70当经受已知或预定量的电流时所产生的热量足以完全地或部分地使紧接的塞66熔融或变形,从而导致塞66的“有目的的失效”。在另一实施例中,该组塞66可包括构造成用以产生热的电阻性元件70。在又一实施例中,加热效应可不通过通孔产生。热可通过一个或多个专用电阻性加热元件70产生,该加热元件包入在该组塞66自身中、与其合并或者与其结合。例如,呈多层印刷电路板(pcb)形式的分割平面50可包括电阻性加热元件70,其构造成用以在该组端口64处从pcb侧延伸到端口64的孔口中,或者进入该组塞66中。在一个非限制性实例中,加热元件70可由一个或多个铜层制成。

如文中所用,塞66的“有目的的失效”可包括塞66从对应端口64的移除,或者塞66或端口64关系的任何有意的敞开,使得分割平面50允许流体横越穿过相应的端口64。本公开内容的实施例被预想到在其中一组电导体68或电阻性元件70的矩阵或阵列可构造成用以对该组塞66提供单独或可选的加热或失效。另外,该组电导体68或电阻性元件70可与分割平面50的实施例合并。例如,分割平面50可包括印刷电路板。

端口64组或对应的塞66组可布置成用以与下歧管52的室60组和上歧管的内部58对齐或进一步地与其对应。例如,分割平面50可构造成使得一个子组的端口64可对齐以根据对应子组的塞66是否已故意地失效或保持未受损而提供在单个或一组室60和内部58之间的通路。换句话说,端口64组可布置成使得在对应的塞66由相应的端口64保持时室60组或其子组与内部58流体地隔离,以及使得在对应的塞66已故意地失效或以其它方式从相应的端口64移除时室60组或其子组与内部流体地联接。另外,任何数目的端口64和塞66可被构造成用以提供通向室60组中的一个或多个室的冗余通路。例如,多个塞66可构造成用以通过不同的方法来可控地变形或失效以确保可靠的操作,如文中所述。另外,为了冗余,多个加热元件可包括在各个端口64或塞66中或包括在其处。

尽管已描述的是一组电导体68和电阻性元件70,但可包括备选的构造来促使塞66组相对于端口64组有目的的失效。例如,分割平面50可包括导热材料,使得从外部热源供给至分割平面50的热可促使至少一个子组的塞66的最终熔融或变形,如上文所述。在本公开内容的另一实施例中,借助于入口54供给至上歧管48的内部58的热可用来使至少一个子组的塞66熔融或变形。在又一实施例中,至少一个子组的塞66可包括可溶解的或可分解于水的材料,其响应于借助于入口54供给至上歧管48的内部58的水而变形或分解。

氢储存单元47的实施例通过例如借助于化学反应而放出、释放或以其它方式释出储存在氢储存固体62中的氢气并且经由气体出口56递送所释放氢气至燃料电池26来操作。在第一实例实施例中,限定量的水或其它流体可经由入口54供给或引入至上歧管48的压力密封内部58。例如,水或其它流体例如酸或乙酸可在氢储存单元47的制造期间供给或引入以对上歧管48的压力密封内部58预填充或加压。当塞66组保持就位,使内部58与室60组流体地隔离时,没有化学反应发生。氢储存单元47可构造成用以使一个子组的塞66可控地变形或以其它方式使端口64组不受阻碍,这最终使得上歧管48的内部58与下歧管52的至少一个室60流体地联接。控制可借助于来自控制器模块37的控制信号或者响应于来自控制器模块37的信号来启动或选择。例如,对塞66的子组的变形的控制可包括使电流横穿与控制器模块37联接的一个子组的电导体68或者通过递送反应物或热至上歧管48的入口54,如上文所阐释。

在内部58和保存氢储存固体62的至少一个室60之间的流体联接允许位于上歧管48的内部58中的水或其它流体渗透过或横穿分割平面50至下歧管52,其中,反应物可与氢储存固体62化学地反应。例如,在其中氢储存固体62为氢化锂而其它反应物为水的实施例中,化学反应释放氢气和氢化锂,如下:

最终的氢气还可从下歧管52横越穿过分割平面50的敞开的端口64组、穿过上歧管48的内部58,并且递送至燃料电池26,如文中所阐释。尽管描述的是水和氢化锂的一个非限制性实例,但本公开内容的实施例可包括固态递送系统,其构造成用以经由端口64组和塞66组提供选择性或可控的通路以启动化学反应来混合液体或气体与另一液体、气体或固体。

递送至上歧管48的内部58的反应物可提供在上歧管48中的压力上升,这可升高上歧管48的内部58的温度。蒸汽也可用来升高上歧管48的内部58的温度。温度的升高可用来提高反应的动力学速度,因而提高例如每分钟释放的氢气的速率。另外,在其中塞66组可包括选择成用以提高反应的动力学或速率的至少一种催化剂材料的实施例中。化学反应也是放热的,意味着存在能量以热的形式释放,这也可提高反应的动力学速度。

氢储存固体62的量,或者上歧管48、下歧管52、端口64组、塞66组、室60组的构造,构件的数目,或者引入到内部58中的反应物的形式和量可选择性地构造成用以满足一组预定标准。例如,该组预定标准可包括但不限于每个时间周期释出的氢气的目标量(例如,每小时1kg氢的流率等)、用以尽可能快地释放氢气的目标时间(例如,最快的化学反应)、用以尽可能慢地释放氢气的目标时间(例如,最慢的化学反应),或者在压力密封的氢储存单元47中的目标压力(例如,保持在6巴至15巴之间的压力)。

文中所述的化学反应的实施例是不可逆的。从这个意义上讲,一旦上述化学反应已完成,则它们无法“再装填”以将氢气送还到氢储存固体62中。因此,本公开内容的实施例被预想到在其中氢储存单元47可移除地装设到氢储存系统36中,使得耗尽的(例如,在前反应的)氢储存单元47可在维护操作期间更换。耗尽的氢储存单元47可例如经恢复用于再供给或再填充新的或未耗尽的氢储存固体62。

氢储存系统36的控制器模块37可构造成用以控制储存系统36的操作或氢储存单元47组的操作,以释放储存在氢储存固体62中的氢气。控制器模块37可基于例如接收表示氢气需求的需求信号来控制这些操作。需求信号可源自航空器系统,表示要求由燃料电池系统24产生补充量的电功率(且因此需要氢气),或者航空器10在紧急操作期间需要来自紧急功率源16的功率。在此种实例中,响应于接收需求信号,控制器模块37可通过选择性地供给水或其它流体至子组的氢储存单元47来控制上述化学反应在氢储存单元47子组中的启动。最终的化学反应于是可从氢储存固体62释出氢气,如文中所阐释。

在氢储存单元47的子组中化学反应的启动可借助于根据需要选择性地实现用于水、蒸汽或热的通路或传送路径而发生。从这个意义上讲,控制器模块37可与例如提供水或蒸汽的水源,或者一组阀可控地联接,该组阀控制通向具有基于氢化锂的氢储存固体62的一个选择性子组的氢储存单元47的水或蒸汽通路。备选地,在氢储存单元47的子组中化学反应的启动可借助于根据需要可选择地促使一个子组的塞66变形或移除而发生。从这个意义上讲,控制器模块37可与至少一组电导体68电联接,使得它可实现对分割平面50的电阻性元件70的加热以便使子组的塞66熔融、变形或者促使其以其它方式失效。

另外,需求信号的实施例可包括提供对于氢气需求的二进制表示的信号,以及控制器模块37可操作具有可执行指令组的计算机程序的一部分,该指令组用于根据预定特征图(profile)、预定设计或者操作特性来控制氢气从氢储存单元47的释出,如上文所述。燃料电池26于是可由释出的氢气产生电。

具有可执行指令组的计算机程序可在用于承载或具有储存在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质中作为控制器模块37的一部分被包括或通过该控制器模块可存取。此类机器可读介质可为任何可获取的介质,其可由通用或专用计算机或具有处理器的其它机器来存取。一般来讲,此种计算机程序可包括例行程序、程序、目标、构件、数据结构等,其具有执行具体任务的技术效果或实施具体的抽象数据类型。机器可执行指令、相关数据结构以及程序代表用于执行如文中所公开的信息的交换的程序代码的实例。

备选地,需求信号的实施例被预想到在其中需求信号还可包括对于氢气需求的定量元素,例如高需求、中间需求或低需求。对于氢气需求的定量元素还可涉及例如用于补充功率的不同操作特征图(例如,少量的补充功率相对于大量的补充功率)。对于氢气需求的定量元素可具有操作不同计算机程序或修改对计算机程序的执行以针对具体需求进行调整的技术效果。

控制器模块37还可通过例如基于如上文所阐释的燃料电池系统24的预定特征图、预定设计,或者操作特性而可控地错开在相应氢储存单元47中化学反应的启动来操作。除了上文图中所示以外,由本公开内容构想到许多其它可能的实施例和构造。例如,对于塞66组的可控变形可包括是上歧管48的压力密封内部58和下歧管52的室60组之间压差的原因。从这个意义上讲,可控变形可考虑由于轻微变形而流体地联接内部58和一个子组的室60,该轻微变形当与压差结合时导致塞66失效。在另一实施例中,控制器模块37可构造成用以限制供给至电导体68或由该电导体供给的电流量来防止或降低由化学反应产生的氢气意外点燃的机会。在这种实施例中,控制器模块37可包括与电导体68在线(in-line)的热熔断以防止电流超过预定量。在又一实施例中,塞66组或端口64组可构造成用以防止因例如振动而引起的意外失效。例如,诸如导线扎带或塞底漆(primer)的附加机构可包括或需要在塞66变形之前的附加启用。另外,各种构件的设计和安放可重新布置成使得可实现许多不同的在线构造。

图4显示根据本发明第二实施例的下歧管152的备选实施例。第二实施例类似于第一实施例;因此,同样的部件将以同样的标号加上100来标识,也即理解为除非另有说明,对第一实施例的同样部件的描述适用于第二实施例。第一实施例和第二实施例之间的差异在于下歧管152包括具有六边形室构造的一组室160。尽管未示出,但预想到上歧管48的实施例包括构造成用以与室160组对齐或对应的端口64组和塞66组。在下歧管152的第二实施例中,室160组的六边形构造可采用不同数目的室或每个室160不同体积的固体62来储存或保存比第一实施例更多、更少或同等数量的氢储存固体62。这种由室160组保存或以其它方式设置在其中的氢储存固体62的备选构造或数量的构造可允许改善控制文中所述化学反应的启动或持续的精度。

图5显示根据本发明第三实施例的下歧管252的备选实施例。第三实施例将附加地包括以同样的标号加上200标识的同样的部件,也即理解为除非另有说明,对第一实施例的同样部件的描述适用于在前实施例。在前实施例和第三实施例之间的差异在于下歧管252包括第一组室260和第二组室272,该第一组室具有六边形室构造并且构造成用以保存第一数量或体积的氢储存固体62而第二组室具有方形室构造并且构造成用以保存第二数量或体积的氢储存固体62,其中,第二数量小于第一数量。尽管未示出,但预想到上歧管48的实施例包括构造成用以与第一和第二组室260、272对齐或对应的端口64组和塞66组。

在下歧管252的第三实施例中,在第一组室260和第二组室272之间的氢储存固体62的数量之间的变化可允许又进一步地改善控制文中所述化学反应的启动或持续的精度。例如,响应于氢气需求信号,控制器模块37可在第一组室260的子组和第二组室272的子组中启动文中所述的化学反应。这种变化提供了用以匹配氢气需求的改善能力,其中,例如,启动或维持化学反应(例如,使用本公开内容的第一实施例的多个室)的较低精度将产生否则会不被使用、利用不足或浪费的过量氢气。备选地,第二组室272可进一步地用作牺牲性试验(或内部测试)室,其可以可控地用来验证或核实氢储存系统36、氢储存单元47或氢储存固体62的操作,例如,在没有使用的长效期间之后。尽管显示的是方形和六边形室260、272,但可包括另外的几何形室图案。

图6显示根据本发明第四实施例的下歧管352的备选实施例。第四实施例将附加地包括以同样的标号加上300标识的同样的部件,也即理解为除非另有说明,对第一实施例的同样部件的描述适用于在前实施例。在前实施例和第三实施例之间的差异在于下歧管352包括第一组室360、第二组室372和第三组室374,该第一组室具有大尺寸的圆形室构造并被构造成用以保存第一数量或体积的氢储存固体62、第二组室具有中间尺寸的室构造并被构造成用以保存第二数量或体积的氢储存固体62以及第三组室具有小尺寸的圆形室构造并被构造成用以保存第三数量或体积的氢储存固体。从这个意义上讲,第二数量小于第一数量,而第三数量小于第二数量。尽管未示出,但预想到上歧管48的实施例包括构造成用以与室360、372、374组对齐或对应的端口64组和塞66组。

在下歧管352的第四实施例中,在第一、第二和第三组室360、372、374之间的氢储存固体62的数量之间的变化可允许又进一步地改善控制文中所述化学反应的启动或持续的精度,如在第三实施例中所阐释。尽管显示的是不同大小的圆形室360、372、374,但可包括另外的几何形室图案。

文中所公开的实施例提供用于从氢储存固体释放氢气的方法和设备。技术效果在于上述实施例根据文中所述的设计考虑和操作特性实现氢气的受控释出。在上述实施例中可实现的一个优点在于上述实施例在没有在高压下储存气态氢的安全顾虑的情况下具有优异的氢储存能力。氢的固态储存最大限度地降低了氢储存系统的潜在能量,消除了在高压储存时氢气泄漏的危险,并且保证了所储存氢的耐久性(longevity)。所储存氢的耐久性致使很少的维护操作来维护整个系统。

另外,由于本公开内容的上述实施例在低压下操作,故不需要高压氢基础设施,从而降低了制造和认证成本。因此,对于氢气按需供应的能力提供了更为安全的处理、更低的压力系统,以及控制化学反应的多种方法,保证了低压力环境。

上述实施例的另一优点在于个体化的氢储存单元连同对各个单元的选择性控制一起产生一种氢储存系统,其可对所供给的氢气量进行分划,从而提供对大小和重量以适合需要的效能。另外,文中所述氢储存固体具有高的氢储存能力,从而提供高重量的储存氢和较低的总体系统重量。在又一优点中,不可逆或不可再充的氢储存固体可单个地更换,如文中所述。当设计航空器构件时,要解决的重要因素是大小、重量和可靠性。上述氢储存系统产生一种重量较低、尺寸较小、性能提高和可靠性增强的系统。氢在固态中的稳定储存降低了维护需要并且将导致较低的生产成本和较低的操作成本。降低的重量和大小与航行期间的竞争性优点相互关联。

就还未描述的方面来说,各种实施例的不同特征和结构可根据需要彼此结合地采用。一个特征可能并未显示在所有实施例中不应解释为其可能不存在而是为了描述简便起见。因此,不同实施例的各种特征可根据需要混合和匹配以形成新的实施例,而不管这些新的实施例是否已清楚地描述。此外,尽管已描述的是“一组”各种元件,但将应理解,“一组”可包括任何数目的相应元件,包括仅一个元件。文中所述特征的所有组合或排列均由本公开内容所涵盖。

本书面描述采用实例来公开包括最佳方式的本发明,并且还使得本领域普通技术人员能够实施本发明,包括制作和使用任何装置或系统以及执行任何所并入的方法。本发明可取得专利的范围由权利要求限定,并且可包括本领域技术人员想到的其它实例。如果此类其它实例具有与权利要求的字面语言并无不同的结构元件或者如果此类其它实例包括与权利要求的字面语言并无实质差异的同等结构元件,则认为它们处在权利要求的范围内。

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