(57)【要約】本発明は、（ａ）３５０〜１０００ｂａｒ絶対圧の範囲の圧力及び−２０℃〜５０℃の範囲の温度の第１の量の気体状水素を含む第１の容器を提供し；（ｂ）第１の量の重量を基準として第１の量の気体状水素の４０〜１００重量％の範囲を、第１の容器から等エンタルピーバルブに通して、−１００〜−２０℃の範囲の温度を有する低温の第２の量の気体状水素を得て；そして、ｃ）低温の第２の量の気体状水素を第２の容器に充填する；工程を含む、気体状水素を充填する方法を提供する。更なる形態において、本発明は気体状水素を充填するためのシステムを提供する。【選択図】図１
2014508261.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）３５０〜１０００ｂａｒ絶対圧の範囲の圧力及び−２０℃〜５０℃の範囲の温度の第１の量の気体状水素を含む第１の容器を提供し；
（ｂ）第１の量の重量を基準として第１の量の気体状水素の４０〜１００重量％の範囲を、第１の容器から等エンタルピーバルブに通して、−１００〜−２０℃の範囲の温度を有する低温の第２の量の気体状水素を得て；そして
（ｃ）低温の第２の量の気体状水素を第２の容器に充填する；
工程を含む、気体状水素を充填する方法。
【請求項２】
更なる気体状水素を第１の容器に供給して、工程（ｃ）において充填された水素を補充する工程（ｄ）を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
工程（ｄ）が、更なる気体状水素を請求項１の工程（ａ）において規定した範囲の温度に冷却することを更に含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第１の容器が３〜１５ｋｇの水素の範囲の水素容量を有する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
第２の貯蔵容器が乗物の水素燃料タンクである、請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
更なる気体状水素を気体状水素貯蔵容器又はパイプラインから供給する、請求項２〜５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
・気体状水素用の入口及び出口を有する、少なくとも２５０ｂａｒ絶対圧より高い圧力に加圧されている気体状水素を収容するのに適する第１の容器；
・気体状水素用の入口及び出口を有する気体状水素充填器；
・気体状水素を第１の容器の出口から気体状水素充填器の入口へ供給する手段；及び
・気体状水素の流れを制御するのに適した等エンタルピーバルブ；
を含み；
等エンタルピーバルブは、第１の容器の気体状水素用の出口であるか又は出口の一部であるか、或いは気体状水素を第１の容器から気体状水素充填器へ供給する手段に配置されている、気体状水素を充填するためのシステム。
【請求項８】
・気体状水素を第１の容器の入口に供給する手段；
・気体状水素の流れを制御するのに適したバルブ；
を更に含み；
バルブは、第１の容器の気体状水素用の入口であるか又は入口の一部であるか、或いは気体状水素を第１の容器へ供給する手段に配置されている、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
・気体状水素用の出口を含む気体状水素貯蔵容器；
・気体状水素を水素貯蔵容器の出口から第１の容器の入口に供給する手段；
を更に含む、請求項７又は８に記載のシステム。
【請求項１０】
第１の容器が、高い熱伝導性を有する壁、好ましくは金属壁、より好ましくはアルミニウム、鋼材、又はステンレススチール壁、或いはこれらの組み合わせを含む、請求項７〜９のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１１】
気体状水素を第１の容器から気体状水素充填器に供給する手段が少なくとも部分的に断熱されている、請求項７〜１０のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１２】
第１の容器の容量が３〜１５ｋｇの水素の範囲である、請求項７〜１１のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１３】
第１の容器が熱交換媒体と熱交換接触しており、好ましくは第１の容器が地下に配置されていて土壌と熱交換接触している、請求項７〜１２のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素を充填する方法及び水素を充填するためのシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年においては、水素のような代替のエネルギー源又はエネルギー担体の開発に大きな関心が寄せられている。燃料源として水素を用いる自動車及び他の乗物が開発されているが、規模又はコストの点でガソリン給油所と競合し得るこれらの乗物に燃料補給する方法は未だ開発されていない。ガソリンの燃料補給方法は非常に簡単で、通常は、ガソリンを貯蔵するためのタンクから１以上のポンプを介してガソリンを乗物の燃料タンクに供給することのみから構成される。水素の燃料補給、特に高圧の気体状水素の燃料補給はより複雑である。気体状水素の燃料補給を複雑にしている１つの現象は、気体状水素の燃料補給中に乗物のタンク内の温度が上昇することである。この温度上昇は、気体が流動気体から乗物のタンク内で静止気体に変化すると気体が加熱されるという熱力学的現象によるものである。一般に、乗物の水素タンクは最大で８５℃までしか保証されていない。乗物のタンク内の温度を最大保証温度より低い温度に維持することを確保するためには、気体状水素を、乗物に充填する（即ち、水素の場合には７００ｂａｒで供給する）前に約−４０℃に冷却する必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
開発された１つのオプションは、熱交換システムをベースとする冷却を用いて気体状水素を冷却又は予備冷却することである。しかしながら、これらのシステム、特に冷却システムは高価であり、長い応答時間を有し、多くの可動部品を有していて、それらのメンテナンスが頻繁になる。提案されている第２のアプローチは、液体窒素をベースとする冷却を用いることである。かかるアプローチは応答時間を相当に短縮するが、これは高価であり、燃料補給所における液体窒素の充填及び貯蔵に関連するインフラストラクチャーの問題が導かれる。更に、これは規模拡大することが困難である。第３のアプローチは、燃料補給プロセスを遅くして燃料補給プロセス中に熱を消散させることを可能にすることによる。しかしながら、これは非常に長い燃料補給時間をもたらす。
【０００４】
好適な水素充填システムを提供するためには、システムは、遙かにより簡単で安価であると同時に迅速でなければならない。更に、水素燃料補給所をガソリンスタンドに対する実用的な代替手段にするためには、メンテナンスの必要性及びエネルギーの使用を減少させなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ここで、気体状水素を大きな気体状水素貯蔵容器からより小さい中間容器に供給し、次に、水素を乗物の水素タンクに供給する前に乗物のタンク内で水素の加熱を引き起こす逆熱力学的現象を用いて気体状水素を冷却することによって、気体状水素のエネルギー効率の良い迅速な予備冷却を行うことができることを見出した。
【０００６】
したがって、本発明は、
（ａ）３５０〜１０００ｂａｒ絶対圧の範囲の圧力及び−２０℃〜５０℃の範囲の温度の第１の量の気体状水素を含む第１の容器を提供し；
（ｂ）第１の量の重量を基準として気体状水素の第１の量の４０〜１００重量％の範囲を、第１の容器から等エンタルピーバルブに通して、−１００〜−２０℃の範囲の温度を有する低温の第２の量の気体状水素を得て；そして
（ｃ）低温の第２の量の気体状水素を第２の容器に充填する；
工程を含む、気体状水素を充填する方法を提供する。
【０００７】
本発明方法は、冷却システム又は液体窒素の使用が必要なく、それによってエネルギーコスト、メンテナンス、及びインフラストラクチャーの必要性が減少する。
【０００８】
他の形態においては、本発明は、
・気体状水素用の入口及び出口を有する、少なくとも２５０ｂａｒ絶対圧より高い圧力に加圧されている気体状水素を収容するのに好適な第１の容器；
・気体状水素用の入口及び出口を有する気体状水素充填器；
・気体状水素を第１の容器の出口から気体状水素充填器の入口へ供給する手段；及び
・気体状水素の流れを制御するのに好適な等エンタルピーバルブ；
を含み；
等エンタルピーバルブは、第１の容器の気体状水素用の出口であるか又は出口の一部であるか、或いは気体状水素を第１の容器から気体状水素充填器へ供給する手段の中に配置されている、気体状水素を充填するためのシステムを提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明によるシステムの概要図を与える。
【図２】図２は、本発明によるシステムの他の概要図を与える。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本明細書に記載する発明は、気体状水素を充填する方法を提供する。本発明方法においては、気体状水素を、乗物の燃料タンクに充填する前に冷却する。気体状水素タンクの燃料補給中にタンク内の温度が上昇することは公知である。いかなる特定の理論にも縛られることは望まないが、この温度上昇は燃料補給プロセスの熱力学に関係すると考えられる。燃料補給中においては、気体状水素充填器のノズルから排出される流動水素の熱力学的仕事の、乗物のタンク内の静止水素の内部エネルギーへの熱力学的変換が起こる。
【００１１】
代表的な従来の燃料補給プロセス、即ち気体状水素を充填するための従来のプロセスにおいては、気体状水素を乗物の水素タンクに供給する際には、その熱力学状態が動いている気体から動かないか又は静止している気体に変化し、一方で水素ガスのエンタルピーは一定に維持される。気体状水素のエンタルピー（Ｈ）は、システムの内部エネルギー（Ｕ）と、その体積にその上又はその周囲に加えられている圧力をかけた積（ＰＶ、仕事とも呼ばれる）との合計として定義され、動いている気体状水素のＰＶエネルギーは静止状態の気体状水素の内部エネルギーＵに変換される。この変換は、乗物のタンクの燃料補給が断熱プロセスである、即ちエネルギーが乗物のタンクそれ自体には伝達されず、タンク内の気体状水素によって仕事（ＰＶ）が行われない条件下においては、タンク内のより高い気体温度として観察される。記載した熱力学的効果の更なるバックグラウンドは、例えばCengelら, Thermodynamics: An Engineering Approach, William C Brown出版, ３版, 1997, p.220-229において見ることができる。
【００１２】
理論的には、この熱力学的変換によって、気体状水素の圧力に応じて１００℃及びそれ以上への気体状水素の温度上昇が引き起こされる可能性がある。実際には、気体状水素充填器のノズルと乗物のタンクとの間に圧力降下が存在し、気体状水素からタンク壁への多少の熱伝達が温度上昇の一部を軽減するので、補給プロセスは完全には断熱ではない。しかしながら、これらの効果は、気体状水素が水素タンク中に送られる際の気体状水素の温度上昇に対して小さい効果しか与えない。
【００１３】
本発明は、本明細書において上記に記載した逆熱力学的効果を用いる。気体状水素を、まず逆熱力学的効果を用いて冷却し、次に乗物の水素タンクに送り、その中で本明細書において上記したように気体状水素の温度が上昇する。
【００１４】
本発明方法においては、工程（ａ）において第１の量の気体状水素を含む第１の容器を与える。本明細書において第１の量とは、重量単位で測定された量を指す。好ましくは、気体状水素の第１の量は乗物の少なくとも１つの水素タンクを燃料補給するのに十分なものである。より好ましくは、第１の量は、燃料補給する乗物の水素タンクの重量容量の１〜３倍、更により好ましくは１．１〜２倍の範囲である。乗物が通常の自動車である場合には、水素タンクの容量は３〜７ｋｇの水素の範囲であってよい。乗物がバス又はトラックである場合には、水素タンクの容量は４〜１５ｋｇの水素の範囲程度の大きさであってよい。
【００１５】
第１の容器内の第１の量の気体状水素の圧力は、３５０〜１０００ｂａｒ絶対圧、より好ましくは３６０〜８５０ｂａｒ絶対圧の範囲である。第１の容器内の圧力の実際の選択は、水素を乗物の水素タンクに充填する必要な圧力に基づく。好ましくは、第１の容器内の圧力は、充填圧力よりも０．１〜１５０ｂａｒ、より好ましくは０．１５〜３５ｂａｒ高くして、水素を乗物の水素タンクに向かって流すための駆動力を与える。第１の容器内の第１の量の気体状水素の温度は、−２０℃〜５０℃、より好ましくは０℃〜３５℃の範囲である。好ましくは、この温度は乗物の外側の温度に等しいか又は近接させる。例えば、第１の容器を地上に配置する場合には、温度は好ましくは大気温度である。第１の容器を地下に配置する場合には、温度は好ましくは地下の温度である。
【００１６】
プロセスの工程（ｂ）において、気体状水素の第１の量の全重量を基準として気体状水素の第１の量の４０〜１００重量％の範囲を、第１の容器から等エンタルピーバルブに通して、工程（ｃ）において第２の容器に充填する。好ましくは、第２の容器は乗物の水素タンクである。
【００１７】
等エンタルピーバルブは、ジュール・トムソンバルブ又は断熱バルブとしても知られている。第１の量の気体状水素の少なくとも一部を等エンタルピーバルブに通すことによって、内部エネルギーが仕事（ＰＶ）に変換することによって気体状水素の温度が低下する。しかしながら、熱力学的現象の性質及び加圧した気体状水素の高い熱伝導性のために、等エンタルピーバルブを通過する水素だけでなく、第１の容器内に残留する水素も冷却される。第１の量の気体状水素の小さな割合しか等エンタルピーバルブを通過しない場合には、第１の量の全体が冷却に寄与する、即ち小さい割合の仕事（ＰＶ）に変換するのに必要な内部エネルギー（Ｕ）は第１の割合中の全部の水素によって与えられるので、冷却効果はほんの少しである。それにもかかわらず、仕事（ＰＶ）が内部エネルギー（Ｕ）に変換されて戻る際には小さい割合しか再加熱されないので、この比較的小さい割合を乗物の水素タンク中に送ると温度上昇は高くなる。その結果、温度上昇は、水素を等エンタルピーバルブに通すことによって引き起こされる温度低下よりも相当に大きい可能性がある。これが、水素の内部エネルギーを流動水素の仕事に熱力学的に変換する効果が、従来の水素燃料補給所において有効に見られない理由である。かかる水素燃料補給所においては、比較的少量の気体状水素を、通常は非常に大きい気体状水素の貯蔵容器から直接、乗物のタンクに直接供給する。その結果、大きな気体状水素貯蔵容器全体の中の水素が冷却されるが、大きな体積のために温度低下が最小になる。
【００１８】
第１の量の気体状水素の少なくとも４０重量％を等エンタルピーバルブに通すことによって、第２の容器、好ましくは乗物の水素タンク内の気体状水素の最終温度が必要な範囲内になることを確保するために十分な冷却が達成される。
【００１９】
好ましくは、第１の量の気体状水素の全重量を基準として気体状水素の第１の量の５０〜９９重量％、より好ましくは７５〜９８．５重量％の範囲を、第１の容器から等エンタルピーバルブに通して、充填する気体状水素の十分な冷却を更に確保する。第１の量の気体状水素の少なくとも一部を等エンタルピーバルブに通すことによって得られる低温の気体状水素は、低温の第２の量の気体状水素と呼ぶ。低温の第２の量の気体状水素は、−１００〜−２０℃の範囲の温度を有する。
【００２０】
プロセスの工程（ｃ）においては、低温の第２の量の気体状水素を、第２の容器、好ましくは乗物の水素タンクに充填する。低温の気体状水素を第２の容器内に貯蔵すると、その温度は本明細書において上記に記載したように再び上昇する。しかしながら、低温の第２の量の低下した開始温度のために、第２の容器内の気体状水素の最終温度も、第１の量を冷却することによって期待されるよりも低くなる。
【００２１】
工程（ｃ）に続いて、第１の容器を再充填して、工程（ｃ）で充填された気体状水素を補充することができる。したがって、好ましくは、本プロセスは工程（ｄ）を更に含む。工程（ｄ）においては、更なる気体状水素を第１の容器に供給して、工程（ｂ）において等エンタルピーバルブを通過して工程（ｃ）において充填された水素を補充する。
【００２２】
更なる気体状水素は、気体状水素貯蔵容器、気体状水素パイプライン若しくはパイプラインインフラストラクチャーなどの水素の任意の源から、或いは電気分解プロセス、酸化又は部分酸化プロセス、水蒸気改質プロセスなど（しかしながらこれらに限定されない）の水素生成プロセスから供給することができる。好ましくは、更なる気体状水素は、気体状水素貯蔵容器、又は気体状水素パイプライン若しくはパイプラインインフラストラクチャーから供給する。これらは水素の一定の供給を与えることができるからである。
【００２３】
更なる気体状水素は、ポンプ又は圧縮器によって第１の容器に供給することができる。更なる水素の圧力が低すぎる場合には、例えば圧縮器を用いてこれを圧縮して圧力を上昇させることができる。
【００２４】
好ましくは、工程（ｂ）においては、更なる水素は第１の容器に供給しない。
【００２５】
本明細書において上記したように、工程（ｂ）においては、等エンタルピーバルブを通過する気体状水素が内部エネルギー（Ｕ）の仕事（ＰＶ）への変換によって冷却されるだけでなく、第１の容器内に残留する気体状水素も同じ温度に冷却される。この残留する低温の気体状水素を用いて、更なる気体状水素を第１の容器に供給する際に遭遇する可能性がある温度上昇を少なくとも部分的に排除又は減少することができる。好ましくは、第１の量の気体状水素の全重量を基準として気体状水素の第１の量の０．１〜６０重量％、より好ましくは第１の量の気体状水素の全重量を基準として１〜５０重量％、更により好ましくは１．５〜２５重量％の範囲が、工程（ｂ）中に第１の容器内に残留する。しかしながら工程（ｄ）中に第１の容器内の温度が本発明方法の工程（ａ）において規定される好ましい温度範囲を超えて上昇する場合には、更なる気体状水素を冷却することが必要である可能性がある。この場合には好ましくは、工程（ｄ）は、更なる気体状水素を冷却し、より好ましくは更なる気体状水素を工程（ａ）において規定する範囲の温度に冷却することを更に含む。更なる水素は第１の容器に導入する前に冷却することができるが、好ましくは第１の容器の内部で冷却する。
【００２６】
好ましくは、更なる水素は、好ましくは第１の容器を取り囲む外側の媒体との熱交換によって冷却する。好ましくは、かかる媒体は空気であり、或いは第１の容器を地下に配置する場合には土壌である。第１の容器を地下に配置することによって、周囲の媒体、通常は土壌の比較的一定の温度が与えられる一方で設置面積が減少し、したがって第１の容器は地下に配置することが好ましい。
【００２７】
第１の容器内の気体状水素と第１の容器の外側の媒体との間の良好な熱交換を確保するためには、第１の容器は良好な熱交換特性を与えることが好ましい。一態様においては、第１の容器は、１つ又は複数の金属壁、好ましくは鋼材、ステンレススチール、又はアルミニウムの１つ又は複数の壁を含む。断熱した第１の容器は、あまり好ましくはないが可能である。断熱容器は、第１の容器の内部の気体状水素から周囲の媒体への良好な熱伝達を起こさない。しかしながら、断熱容器は、充填段階中に排出によって与えられる冷却を保持するのを助ける。
【００２８】
更に、更なる冷却手段を与えて更なる水素を積極的に冷却することができる。
【００２９】
好ましくは、第１の容器は、２〜３０ｋｇ、より好ましくは３〜１５ｋｇの気体状水素の範囲の気体状水素に関する容量を有する。第１の容器の容量を限定することは、プロセスの工程（ｂ）において達成される冷却に対して利益になるが、同時に好ましい工程（ｄ）において与えられる更なる水素の冷却に対しても利益になる。
【００３０】
工程（ｄ）に続いて、本プロセスは、工程（ａ）〜（ｃ）、好ましくは（ａ）〜（ｄ）の新しいシーケンスを開始することによって継続することができる。
【００３１】
本プロセスは、好ましくは充填のために低温の気体状水素の一定の供給が利用可能であるように運転される１つより多い第１の容器を並列に与えることによって運転することができる。
【００３２】
本発明は更に、気体状水素を充填するためのシステムを提供する。本発明によるシステムを、図１を参照して本明細書において下記に更に記載する。
【００３３】
本発明による気体状水素を充填するためのシステムは、気体状水素用の入口１５及び気体状水素用の出口２０を有する第１の容器１０を含む。第１の容器は、２５０ｂａｒ絶対圧より高く、好ましくは３５０〜１０００ｂａｒ絶対圧の範囲の圧力の加圧された気体状水素を収容するのに好適な容器である。
【００３４】
このシステムは更に、気体状水素用の入口３０及び気体状水素用の出口３５を有する気体状水素充填器２５を含み、好ましくは出口３５は低温の加圧された気体状水素を第２の容器に供給するのに好適なものであり、好ましくは第２の容器は乗物４０の水素タンク３９である。好ましくは、充填器は少なくとも部分的に断熱されていて気体状水素が加熱されるのを阻止する。
【００３５】
このシステムは、気体状水素を第１の容器１０の出口２０から充填器２５の入口３０に供給する手段４５を含む。この手段４５は、たとえば導管、パイプ、又はホースであってよく、−５０℃、好ましくは−１００℃程度に低い温度に耐えるのに好適なものである。好ましくは、手段４５、例えば導管、パイプ、又はホースは、少なくとも部分的に断熱されていて、この手段内で気体状水素が加熱されるのを阻止する。
【００３６】
充填器２５及び／又は手段４５を断熱することによって、気体状水素が、第１の容器１０から充填器２５、及び最終的に燃料補給する乗物の水素タンクに供給される際に加熱されることが阻止される。気体状水素の温度上昇は、燃料補給プロセスが終了した時点における乗物の水素タンク内の水素のより高い最終温度をもたらす。
【００３７】
本システムはまた、気体状水素の流れ、特に第１の容器１０から充填器２５へ送られる水素の流れを制御するのに好適な、好ましくは等エンタルピーのバルブ５０も含む。等エンタルピーバルブ５０は、気体状水素を第１の容器から気体状水素充填器へ供給するための手段４５の中に配置され、或いは好ましくは、等エンタルピーバルブ５０は、第１の容器１０の出口２０であるか又はその一部である。等エンタルピーバルブ５０が手段４５内に配置されている場合には、それは好ましくは第１の容器の出口２０に近接して配置される。等エンタルピーバルブ５０を開放すると、第１の容器１０内の気体状水素は静止状態から動いている状態への熱力学的転移を起こす。その結果、気体状水素の温度は低下する。
【００３８】
本システムには、気体状水素を第１の容器１０に供給するのに好適な気体状水素の源を含ませることができる。好ましい態様においては、本システムは、気体状水素を第１の容器の入口１５に供給する手段１００を更に含む。この手段１００は、例えば導管、パイプ、又はホースであってよく、加圧された気体状水素を保持するのに好適なものである。好ましくは、気体状水素の流れを制御して、第１の容器１０が満たされた場合に気体状水素の第１の容器１０への流れを停止するのに好適なバルブ１０５を与える。好ましくは、かかるバルブ１０５は第１の容器１０の気体状水素用の入口１５であるか又はその一部であり、或いは気体状水素を第１の容器１０に供給する手段１００の中に配置される。
【００３９】
図２に示す好ましい態様のシステムにおいては、本システムは、少なくとも気体状水素用の出口１５５を含む気体状水素貯蔵容器１５０を更に含む。好ましくは、手段１０５は、気体状水素を貯蔵容器１５０の出口１５５から第１の容器１０の入口１５に供給するために用いる。
【００４０】
気体状水素貯蔵容器１５０は単一の容器であってよく、或いはカスケード状の幾つかの水素貯蔵容器を含ませることができる。
【００４１】
他の好ましい態様（図１には示さない）においては、気体状水素パイプライン又はパイプラインインフラストラクチャーによって水素を供給する。
【００４２】
必要な場合には、ポンプ又は圧縮器１７５を手段１００内に与えることができる。ポンプ又は圧縮器１７５は、貯蔵容器１５０の出口１５５から第１の容器１０の入口１５に供給される気体状水素を与え、そして場合によっては加圧するために用いることができる。
【００４３】
本明細書においてプロセスを議論する際に上記したように、第１の容器によって、第１の容器の内部の気体状水素と、第１の容器を取り囲む媒体との間の熱交換を行うことができることが好ましい可能性がある。したがって、好ましくは第１の容器は、高い熱伝導性を有する壁、好ましくは金属壁、より好ましくはアルミニウム、鋼材、又はステンレススチールの壁、或いはこれらの組み合わせを含む。
【００４４】
好ましくは、第１の容器１０は、例えば空気のような熱交換媒体と熱交換接触している。より好ましくは、第１の容器は、地表２００の下の地下に、土壌２０５と熱交換接触して配置される。これによって、システムの設置面積が減少するだけでなく、土壌も、比較的一定の温度及び高い熱容量を有する、気体状水素をそれに対して冷却するための良好な媒体を提供する。
【００４５】
本明細書においてプロセスに関して上記したように逆熱力学的効果を可能な限り効率的に用いることを可能にするためには、第１の容器の容量を制限することが好ましい。本明細書において容量とは、気体状水素の重量基準の容量である。好ましくは、第１の容器の容量は、２〜３０ｋｇの水素、より好ましくは３〜１５ｋｇの水素の範囲である。
【００４６】
好ましくは、システムが気体状水素用の貯蔵容器を含む場合には、第１の容器の容量は、貯蔵容器１５０の容量、即ち、カスケード状の複数の貯蔵容器の累積容量の単一の容器の容量よりも遙かに小さい。好ましくは、第１の容器の容量は、貯蔵容器の容量を基準として、貯蔵容器の容量の１０％（ｗｔ／ｗｔ）以下であり、より好ましくは第１の容器は、貯蔵容器の容量を基準として貯蔵容器の容量の０．０１〜１０％（ｗｔ／ｗｔ）、更により好ましくは０．０２〜５％（ｗｔ／ｗｔ）、更により好ましくは０．０３〜１％（ｗｔ／ｗｔ）の範囲の容量を有する。
【００４７】
図２を参照すると、本システムには、対応する等エンタルピーバルブ５０ａ〜ｆ及び入口バルブ１０５ａ〜ｆを有する１つより多い第１の容器１０ａ〜ｆを含ませることができる。更に、本システムには、１つより多い充填器２５ａ及び２５ｂを含ませることができる。これによって、同時に幾つかの乗物に燃料補給することが可能である。充填器あたり１つより多い第１の容器を与えることによって、幾つかの乗物４０ａ及び４０ｂに、単一の充填器によって短い乗物間の時間間隔で連続的且つ順次燃料補給することができる。第１の容器の数、充填器の数、及び充填器あたりの第１の容器の数は、必要に応じて選択することができることが認められるであろう。
【図１】
2014508261.tif 000003
【図２】
2014508261.tif 000004
【国際調査報告】
2014508261.tif 000005
2014508261.tif 000006
2014508261.tif 000007