JP2022529248A - 電源 - Google Patents
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Abstract
電源装置１００は、第１の電気出口１１０を有し第１の水素貯蔵装置２００Ａを含む水素貯蔵装置群２００と、第１の加熱器３００Ａを含む加熱器群３００と、第１の解除可能な流体入口継手４１０及び／又は第１の解除可能な流体出口継手５１０を含む。第１の水素貯蔵装置２００Ａは、第１の加熱器３００Ａと熱的に連結された熱伝導性ネットワーク２４０Ａを内部に備えた第１の流体入口２１０Ａと第１の流体出口２２０Ａを有する圧力容器２３０Ａを含む。圧力容器２３０Ａは、熱伝導性ネットワーク２４０Ａと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料２５０Ａを内部に収容するように配置される。第１の流体入口２１０Ａ及び／又は第１の流体出口２２０Ａは第１の解除可能な流体入口継手４１０及び／又は第１の解除可能な流体出口継手５１０と流体連通する。熱伝導性ネットワーク２４０Ａは２次元及び／又は３次元の格子形状及び／又はフラクタル形状を有する。【選択図】図１
Description
本発明は、一般的には電源の分野に関する。より具体的には、本発明は、電源及びその制御方法に関する。
水素は、化石燃料に代わる環境的に魅力的な燃料である。重要なことに、水素は、再生可能エネルギーを用いて水を電気分解させることなどにより、化石燃料を使用せずに生成できる。水素は、単位質量あたりのエネルギー密度が比較的に高く、また主な燃焼生成物が水であるため実質的に無公害である。
水素は、燃料として広い潜在的用途を有するが、その使用上に適切に貯蔵できないという大きな欠点がある。従来、水素は、圧縮ガスとして高圧下で圧力容器内に貯蔵されるか又は極低温に冷却されて極低温液体として貯蔵される。しかしながら、水素が圧縮ガスとして貯蔵される場合、一般的に、例えば遠隔地での配置が制限される大きな圧力容器を使用する必要がある。また、液体水素の製造に費用が掛かる。そして液体として貯蔵される場合に重大な安全上の問題が存在し、２０Ｋ未満で貯蔵する必要があるため、例えば、臨時的な施設（ｔｅｍｐｏｒａｒｙ ｉｎｓｔａｌｌａｔｉｏｎ）での使用を妨げる。更に、従来の圧力容器又は液体水素を用いる場合の貯蔵の拡縮可能性（ｓｃａｌａｂｉｌｉｔｙ）は、安全性及び／又はコストによって定められる（ｍａｎｄａｔｅ）ため、関連するインフラによって制限される。
したがって、水素を発電用燃料として、例えば、遠隔地及び／又は臨時的な施設に用いることは、問題となっている。
本発明によれば、添付された特許請求の範囲に記載されたように、電源、電源の制御方法及びコンピュータ読み取り可能な記録媒体が提供される。本発明の更なる特徴は、従属請求項及び本明細書の説明から明らかになるであろう。
第１の態様に係る、第１の電気出口（ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｏｕｔｌｅｔ）を有する電源は、第１の水素貯蔵装置を含む水素貯蔵装置群（ｓｅｔ ｏｆ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｅｖｉｃｅｓ）と、必要に応じて、第１の加熱器を含む加熱器群と、第１の解除可能な（ｒｅｌｅａｓａｂｌｅ）流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手と、を含む。前記第１の水素貯蔵装置は、前記第１の加熱器と必要に応じて熱的に連結（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ ｔｏ）された熱伝導性ネットワーク（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ ｎｅｔｗｏｒｋ）を内部に備えた第１の流体入口と第１の流体出口を有する圧力容器を含む。前記圧力容器は、前記熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料を内部に収容するように配置される。前記第１の流体入口及び／又は前記第１の流体出口は、それぞれ前記第１の解除可能な流体入口継手及び／又は前記第１の解除可能な流体出口継手と流体連通（ｉｎ ｆｌｕｉｄ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ）する。好ましくは、前記熱伝導性ネットワークは、２次元及び／又は３次元の格子形状（ｌａｔｔｉｃｅ ｇｅｏｍｅｔｒｙ）、螺旋形状（ｇｙｒｏｉｄａｌ ｇｅｏｍｅｔｒｙ）及び／又はフラクタル形状（ｆｒａｃｔａｌ ｇｅｏｍｅｔｒｙ）を有する。
第２の態様に係る、第１の水素ガス生成器を含む水素ガス生成器群と、第１の水素貯蔵装置を含む水素貯蔵装置群と、必要に応じて、第１の加熱器を含む加熱器群と、第１の発電機を含む発電機群と、コントローラとを含む電源の制御方法において、前記第１の水素貯蔵装置は、前記第１の加熱器と必要に応じて熱的に連結された熱伝導性ネットワークを内部に備えた第１の流体入口と第１の流体出口を有する圧力容器を含む。前記圧力容器は、前記熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料を内部に収容するように配置される。好ましくは、前記熱伝導性ネットワークは、２次元及び／又は３次元の格子形状、螺旋形状及び／又はフラクタル形状を有する。前記方法は、前記第１の水素ガス生成器により、水素ガスを生成する工程と、前記第１の水素貯蔵装置により、前記生成された水素ガスを貯蔵する工程と、前記貯蔵された水素ガスを少なくとも部分的に放出する工程であって、前記コントローラにより前記第１の加熱器を制御して前記貯蔵された水素ガスを少なくとも部分的に放出することを必要に応じて含む工程と、前記第１の発電機により、前記放出された水素ガスを用いて電気エネルギーを生成する工程と、を含む。
第３の態様は、プロセッサとメモリを備えるコンピュータ装置によって実行されると、コンピュータ装置に第２の態様による方法を実行させる命令をその上に記録した有形の非一時的な（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｅｎｔ）コンピュータ読み取り可読な記録媒体を提供するものである。
〔発明の詳細な説明〕
〔電源〕
第１の態様に係る、第１の電気出口を有する電源は、第１の水素貯蔵装置を含む水素貯蔵装置群と、必要に応じて、第１の加熱器を含む加熱器群と、第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手と、を含む。第１の水素貯蔵装置は、第１の加熱器と必要に応じて熱的に連結された熱伝導性ネットワークを内部に備えた第１の流体入口と第１の流体出口を有する圧力容器を含む。圧力容器は、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料を内部に収容するように配置される。第１の流体入口及び／又は第１の流体出口は、それぞれ第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手と流体連通する。好ましくは、熱伝導性ネットワークは、２次元及び／又は３次元の格子形状、螺旋形状及び／又はフラクタル形状を有する。
〔電源〕
第１の態様に係る、第１の電気出口を有する電源は、第１の水素貯蔵装置を含む水素貯蔵装置群と、必要に応じて、第１の加熱器を含む加熱器群と、第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手と、を含む。第１の水素貯蔵装置は、第１の加熱器と必要に応じて熱的に連結された熱伝導性ネットワークを内部に備えた第１の流体入口と第１の流体出口を有する圧力容器を含む。圧力容器は、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料を内部に収容するように配置される。第１の流体入口及び／又は第１の流体出口は、それぞれ第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手と流体連通する。好ましくは、熱伝導性ネットワークは、２次元及び／又は３次元の格子形状、螺旋形状及び／又はフラクタル形状を有する。
このように、この電源は、水素貯蔵材料に貯蔵された水素から得られる、モジュール化及び／又は拡縮可能な（ｓｃａｌａｂｌｅ）電力供給源を提供する。特に、水素貯蔵材料に貯蔵された水素を、例えば、第１の加熱器により熱伝導性ネットワークを介して加熱することによって放出することができる。その後に、放出された水素の化学エネルギーを、発電機を介して少なくとも部分的に電気エネルギーに変換することができる。更に、第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手により、電源のモジュール性及び／又は拡縮可能性が提供される。例えば、第１の解除可能な流体入口継手を連結してから再連結することにより、異なる容量、入手可能性及び／又は特性を有する異なる水素ガス生成器を水素貯蔵装置群と連結することができる。例えば、第１の解除可能な流体出口継手を連結してから再連結することにより、異なる容量、効率、入手可能性（ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ）及び／又は特性を有する燃料電池及び／又は従来の燃焼発電機などの異なる発電機を、水素貯蔵装置群と連結することができる。このように、電源は、予想される使用量及び／又は需要に応じて、特定の電力出力、例えば、電源のピーク電力出力、総容量及び／又は持続時間のために効率的に構成できる。
〔水素貯蔵装置〕
この電源は、第１の水素貯蔵装置を含む水素貯蔵装置群と、必要に応じて、第１の加熱器を含む加熱器群と、第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手と、を含む。一例では、水素貯蔵装置群は、Ｍ（Ｍは少なくとも１、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０以上の自然数である）個の水素貯蔵装置を含む。このように、例えば、電源の水素貯蔵容量を要求に一致（ｍａｔｃｈ）させることができる。一例では、電源は、第１の流体入口及び第１の流体出口をそれぞれ第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手と連結することにより、追加のｍ（Ｍは少なくとも１、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０以上の自然数である）個の水素貯蔵装置を含むように配置される。このように、例えば、電源の水素貯蔵容量を増加させて、増大した要求を満たすことができる。逆に、例えば、余剰の水素貯蔵装置を切り離すことにより電源の水素貯蔵容量を減少させて、減少した要求を満たすことができる。即ち、電源の水素貯蔵容量は、例えば、拡大又は縮小できる（ｓｃａｌｅ， ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ ｕｐ ｏｒ ｄｏｗｎ）。一例では、水素貯蔵装置群は、水素貯蔵装置群の各第１の流体入口をまとめる（ｍａｎｉｆｏｌｄ）ように配置された入口マニホルド（ｉｎｌｅｔ ｍａｎｉｆｏｌｄ）を含む。一例では、水素貯蔵装置群は、水素貯蔵装置群の各第１の流体出口をまとめるように配置された出口マニホルド（ｏｕｔｌｅｔ ｍａｎｉｆｏｌｄ）を含む。一例では、水素貯蔵装置群の各水素貯蔵装置は、入口マニホルド及び／又は出口マニホルドと個別的に解除可能に連結される。このように、水素の、水素貯蔵装置群への貯蔵及び／又はそこからの放出を更に拡縮及び／又は平衡化することができる（ｓｃａｌｅｄ ａｎｄ／ｏｒ ｂａｌａｎｃｅｄ）。例えば、電源の動作中に、その動作を中断せずに、特定の水素貯蔵装置を入口マニホルド及び／又は出口マニホルドから切り離すか又はそれと連結することができる。一例では、水素貯蔵装置群の各水素貯蔵装置は、前述したように弁を用いて入口マニホルド及び／又は出口マニホルドと個別的に弁で連結される。このように、水素の選択された水素貯蔵装置への貯蔵及び／又はそこからの放出は、対応する弁を選択的に開閉することにより制御することができる。
この電源は、第１の水素貯蔵装置を含む水素貯蔵装置群と、必要に応じて、第１の加熱器を含む加熱器群と、第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手と、を含む。一例では、水素貯蔵装置群は、Ｍ（Ｍは少なくとも１、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０以上の自然数である）個の水素貯蔵装置を含む。このように、例えば、電源の水素貯蔵容量を要求に一致（ｍａｔｃｈ）させることができる。一例では、電源は、第１の流体入口及び第１の流体出口をそれぞれ第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手と連結することにより、追加のｍ（Ｍは少なくとも１、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０以上の自然数である）個の水素貯蔵装置を含むように配置される。このように、例えば、電源の水素貯蔵容量を増加させて、増大した要求を満たすことができる。逆に、例えば、余剰の水素貯蔵装置を切り離すことにより電源の水素貯蔵容量を減少させて、減少した要求を満たすことができる。即ち、電源の水素貯蔵容量は、例えば、拡大又は縮小できる（ｓｃａｌｅ， ｆｏｒ ｅｘａｍｐｌｅ ｕｐ ｏｒ ｄｏｗｎ）。一例では、水素貯蔵装置群は、水素貯蔵装置群の各第１の流体入口をまとめる（ｍａｎｉｆｏｌｄ）ように配置された入口マニホルド（ｉｎｌｅｔ ｍａｎｉｆｏｌｄ）を含む。一例では、水素貯蔵装置群は、水素貯蔵装置群の各第１の流体出口をまとめるように配置された出口マニホルド（ｏｕｔｌｅｔ ｍａｎｉｆｏｌｄ）を含む。一例では、水素貯蔵装置群の各水素貯蔵装置は、入口マニホルド及び／又は出口マニホルドと個別的に解除可能に連結される。このように、水素の、水素貯蔵装置群への貯蔵及び／又はそこからの放出を更に拡縮及び／又は平衡化することができる（ｓｃａｌｅｄ ａｎｄ／ｏｒ ｂａｌａｎｃｅｄ）。例えば、電源の動作中に、その動作を中断せずに、特定の水素貯蔵装置を入口マニホルド及び／又は出口マニホルドから切り離すか又はそれと連結することができる。一例では、水素貯蔵装置群の各水素貯蔵装置は、前述したように弁を用いて入口マニホルド及び／又は出口マニホルドと個別的に弁で連結される。このように、水素の選択された水素貯蔵装置への貯蔵及び／又はそこからの放出は、対応する弁を選択的に開閉することにより制御することができる。
この第１の水素貯蔵装置は、第１の流体入口と第１の流体出口を有する圧力容器を含む。第１の流体入口及び／又は第１の流体出口は、それぞれ第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手と流体連通する。圧縮水素ガスを貯蔵するための従来の圧力容器と異なり、この圧力容器は、１００ｂａｒ以下、好ましくは７５ｂａｒ以下、より好ましくは５０ｂａｒ以下、さらに好ましくは２５ｂａｒ以下、最も好ましくは１０ｂａｒ以下の比較的に低い動作圧力に応じて設計される。一例では、第１の水素貯蔵装置は、円筒状であり、皿状に形成された端部（ｄｉｓｈｅｄ ｅｎｄ）を有する。動作圧力に少なくとも部分的に依存して、他の適切な形状も知られている。例えば、第１の水素貯蔵装置は、四角柱などの立方体であってよい。このように、水素貯蔵装置群を例えばコンパクトに容易に積み重ねることにより、その物理的な占用面積を減少させ、及び／又は輸送を容易にすることができる。なお、第１の流体入口及び第１の流体出口は、それぞれ、水素の圧力容器への入口及び水素の圧力容器からの出口のために用いられ、例えば、圧力容器の壁を通る貫通孔（ｐｅｒｆｏｒａｔｉｏｎ）（即ち、開口部（ａｐｅｒｔｕｒｅ）、通路（ｐａｓｓａｇｅｗａｙ）、孔（ｈｏｌｅ））によって少なくとも部分的に形成される。一例では、第１の流体入口及び第１の流体出口は、それぞれガス入口及びガス出口である。一例では、第１の流体入口及び第１の流体出口は、同じ貫通孔によって及び／又は介して形成される。一例では、圧力容器は、第１のガス入口及び第１のガス出口をそれぞれ含む複数のガス入口及び／又はガス出口を有する。なお、第１の解除可能な流体入口継手と対応する継手を、例えば繰り返し、連結し、切り離すことができる。適切な解除可能な継手（金具（ｆｉｔｔｉｎｇｓ）、接続器（ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）とも呼ばれる）は、プッシュフィット式金具（ｐｕｓｈ－ｆｉｔ ｆｉｔｔｉｎｇ）、バヨネット（ｂａｙｏｎｅｔ）金具、急速接続（ｑｕｉｃｋ ｃｏｎｎｅｃｔ）金具、ＢＳ３４１又はＤＩＮ４７７への円筒接続部、ホース端金具、パイプ端金具、チューブ端金具及びねじ金具を含む。その他の解除可能な継手も知られている。一例では、この電源は、例えば、第１の解除可能な流体入口継手と並置された、熱電対（ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅ）、サーモウエル（ｔｈｅｒｍｏｗｅｌｌ）、弁、フラッシュバックアレスタ（ｆｌａｓｈｂａｃｋ ａｒｒｅｓｔｏｒ）、吸着剤保護フィルタなどのフィルタ、圧力センサー及びマスフローコントローラ（ＭＦＣ）のうちの１つ以上を含む。弁は、一般的に、水素が容器内に出入り可能な開位置と、容器が密閉された閉位置との間で移動可能である。一例では、弁は、電気的及び／又は空気圧で作動可能である。このように、例えば、コントローラを介して弁を遠隔的に作動させることができる。一例では、ＭＦＣは、電気的に作動可能である。このように、例えば、コントローラを介してＭＦＣを遠隔的に作動させて水素の流れを制御することができる。第２の解除可能な流体入口継手は、必要な変更を加えて（ｍｕｔａｔｉｓ ｍｕｔａｎｄｉｓ）、第１の解除可能な流体入口継手に関して記載された通りであってもよい。
この圧力容器は、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料を、内部に収容する（ｒｅｃｅｉｖｅ）ように配置される。
水素を圧縮ガス又は液体として貯蔵する代替手段として、特定の金属及び合金は、水素（即ち、水素貯蔵材料）の可逆的な貯蔵及び放出を可能にする。これらの水素貯蔵材料は、サイクル間に水素損失が少なく、及び／又はサイクル間の熱損失（熱効率）が低減されるため（ｌｏｗ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｌｏｓｓ ｄｕｒｉｎｇ ｃｙｃｌｉｎｇ ａｎｄ／ｏｒ ｒｅｄｕｃｅｄ ｈｅａｔ ｌｏｓｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｙｃｌｅｓ （ｔｈｅｒｍａｌ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ））、水素貯蔵効率が高く（ｈｉｇｈ ｈｙｄｒｏｇｅｎ－ｓｔｏｒａｇｅ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）、従来の水素貯蔵方法に比べて優れていると考えられる。特に、水素を固体水素化物として貯蔵することにより、水素を圧縮ガス又は液体として貯蔵する場合よりも大きな体積貯蔵密度を達成することができる。また、水素を圧縮ガス又は液体として貯蔵する場合に比べて、水素を固体水素化物として貯蔵すれば、安全上のリスクが低下する。一例では、水素貯蔵材料は、固体水素化物を含み、及び／又は固体水素化物である。
例えば、固相金属又は合金材料は、高密度で水素を吸収し、特定の温度／圧力又は電気化学的条件下で金属水素化物を形成することにより、大量の水素を貯蔵することができ、そしてこれらの条件を変更することにより水素を放出することができる。
一般的に、このような貯蔵材料への及びそこからの水素の交換効率は、それらの各々の熱伝達能力によって増強又は阻害される可能性がある。特に、水素化（水素吸収とも呼ばれる）は発熱的である一方、脱水素化（水素脱離とも呼ばれる）は吸熱的である。したがって、このような貯蔵材料内で熱を移動させるか又はこのような貯蔵材料の体積全体にわたって好ましい温度プロファイルを維持することは、このような金属又は合金水素化物水素貯蔵材料において重要な要因になる。一般的な問題として、金属水素化物の結晶構造から水素を放出するには、ある程度のエネルギー、通常、熱を入力する必要がある。金属、金属合金又は他の貯蔵システムの結晶構造内に水素を配置すると、一般的にエネルギー、通常、熱が放出され、水素化可能な合金の結晶構造内に水素化する又は水素原子を配置する高発熱反応が発生する（ｐｒｏｖｉｄｉｎｇ ａ ｈｉｇｈｌｙ ｅｘｏｔｈｅｒｍｉｃ ｒｅａｃｔｉｏｎ ｏｆ ｈｙｄｒｉｄｉｎｇ ｏｒ ｐｌａｃｉｎｇ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ａｔｏｍｓ ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｈｙｄｒｉｄｅａｂｌｅ ａｌｌｏｙ）。
水素貯蔵金属又は合金の水素化から放出された熱を除去することができる。非効果的に熱を除去する場合、水素化処理を減速させるか又は終了させる可能性がある。これは、急速な充填を妨げる深刻な問題となる。急速に充填するとき、水素貯蔵材料が速やかに水素化され、かなりの量の熱が生成される。本明細書に記載された水素貯蔵装置、特に熱伝導性ネットワークは、水素貯蔵合金の水素化に起因する熱を効果的に除去して水素化物材料（ｈｙｄｒｉｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）の急速な充填を容易にする。例えば、ＵＳ２００３／０２０９１４９及びＡｆｚａｌらがＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｅｎｅｒｇｙ、２０１７、４２（５２）、３０６６１－３０６８２に掲載された「金属水素化物による水素貯蔵における熱伝達技術：レビュー」には、既にこの問題の解決手段が報告されている。
本明細書に記載された水素貯蔵装置は、水素ガスの急速な充填と排出を可能にするとともに、比較的にコンパクトである。典型的には、熱を加えて水素ガスを排出し、水素の充填中に熱を放出し、かつこの熱を吸収する（例えば、冷却を適用する）必要がある。この水素貯蔵装置は、特に熱伝導性ネットワークを介して急速な加熱及び／又は冷却を可能にし、これは、充填と排出の時間が比較的に短いため、動作中に周囲に浪費される熱が少ないことを意味する。また、この水素貯蔵装置は、非常にターゲットを絞った加熱を可能にすることにより不必要な熱損失及び関連するエネルギーの浪費を回避できる。
本発明の装置における水素貯蔵材料は、金属水素化物（ｍｅｔａｌ ｈｙｄｒｉｄｅ）である化合物であってよい。典型的には、金属元素は、水素と反応して金属水素化物を形成し、例えば、
Ｍｇ＋Ｈ２→ＭｇＨ２である。
Ｍｇ＋Ｈ２→ＭｇＨ２である。
一般的に、この反応は、水素圧力を高めることにより前進することができる。
水素の放出は、水素化物に熱を加えるときに発生する。例えば、水素化マグネシウムの場合、１ｂａｒの圧力で、ＭｇＨ２は、２８７℃でＭｇ金属及び水素に分解される。
ＭｇＨ２→Ｍｇ＋Ｈ２
ＭｇＨ２→Ｍｇ＋Ｈ２
一例では、水素貯蔵材料は、ＭｇＨ２、ＮａＡｌＨ４、ＬｉＡｌＨ４、ＬｉＨ、ＬａＮｉ５Ｈ６、ＴｉＦｅＨ２、水素化パラジウム ＰｄＨＸ、ＬｉＮＨ２、ＬｉＢＨ４及びＮａＢＨ４から選択される１種以上の金属水素化物を含む。ＭｇＨ２、ＮａＡｌＨ４、ＬｉＡｌＨ４、ＬｉＨ及び／又はＬａＮｉ５Ｈ６は好ましい。一例では、水素貯蔵材料は、これらの金属水素化物のうちの２種以上の混合物を含む。これらの異なる金属水素化物は、異なる貯蔵及び／又は放出速度（ｒｅｌｅａｓｅ ｒａｔｅ）を有する可能性がある。したがって、これらの金属水素化物のうちの２種以上の混合物は、例えば異なる条件下での所望の貯蔵及び／又は放出速度のために、及び／又は異なる条件下で比較的により一定の貯蔵及び／又は放出速度を提供するために選択される。一例では、水素貯蔵材料は、触媒及び／又は添加剤（ａｄｄｉｔｉｖｅ）などのドーパント（ｄｏｐａｎｔｓ）を含む。例えば、Ｔｉ及び／又はＺｒを触媒ドーパントとして用いることにより、テトラヒドリドアルミン酸ナトリウムなどの水素貯蔵及び／又は放出速度（ｋｉｎｅｔｉｃ）を向上させることができる。アルカリ金属アラネートが非可逆性の「化学水素化物」として知られていたが、触媒による可逆性により、新しいファミリーの低温水素化物（ｎｅｗ ｆａｍｉｌｙ ｏｆ ｌｏｗ－ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｈｙｄｒｉｄｅｓ）が可能になる。例えば、アルカリ金属アラネート複合水素化物（ａｌｋａｌｉ ｍｅｔａｌ ａｌａｎａｔｅ－ｃｏｍｐｌｅｘ ｈｙｄｒｉｄｅ）ＮａＡｌＨ４は、ＴｉＣｌ３やチタンアルコキシド（Ｔｉ－ａｌｋｏｘｉｄｅ）の触媒をドープした場合には、水素を容易に放出、吸収する。現在、これらの触媒の種類、ドーピング処理及びメカニズムの理解の観点から、これらの触媒の最適化を検討する研究が進められている。一般的に、任意の適切な遷移金属又は希土類金属、例えばＴｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｇｅ、Ｃｅ、Ｌａ、Ｎｄ、Ｐｄ、Ｐｒ、Ｚｎ、Ａｌ、Ａｇ、Ｇａ、Ｉｎ及び／又はＣｄを触媒として使用することができる。添加剤は、水素貯蔵材料の熱伝達を向上させるためのＣを含む。一例では、水素貯蔵材料は、粒子（例えば、粉末状）として提供される。一例では、粒子は、最大で５００μｍ、最大で２５０μｍ、最大で１００μｍ又は最大で５０μｍのＤ５０又はＤ９０を有する微粒子である。一例では、粒子は、少なくとも１μｍ、少なくとも５μｍ、少なくとも１０μｍ又は少なくとも２５μｍのＤ５０又はＤ１０を有する微粒子である。一例では、粒子は、最大で５００ｎｍ、最大で２５０ｎｍ、最大で１００ｎｍ又は最大で５０ｎｍのＤ５０又はＤ９０を有するナノ粒子である。一例では、粒子は、少なくとも１ｎｍ、少なくとも５ｎｍ、少なくとも１０ｎｍ又は少なくとも２０ｎｍのＤ５０又はＤ１０を有するナノ粒子である。一例では、粒子は、粒径の異なる粒子の混合物、例えば、微粒子とナノ粒子との混合物とすることにより、二峰性の粒径分布を有する（ｈａｖｉｎｇ ａ ｂｉｍｏｄａｌ ｐａｒｔｉｃｌｅ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ）。このように、充填効率（ｐａｃｋｉｎｇ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）、例えば粒子の密度及び／又は表面積を増加させることにより、水素の貯蔵及び／又は水素の貯蔵速度（ｒａｔｅ ｏｆ ｓｔｏｒａｇｅ ｏｆ ｈｙｄｒｏｇｅｎ）をそれぞれ増加させることができる。一例では、例えば、ボールミルなどの摩滅（ａｔｔｒｉｔｉｏｎ）で水素貯蔵材料を処理することで、その粒径及び／又はその粒径分布を減少させ、及び／又はドーパント及び／又は添加剤を組み込むことができる。
水素を圧縮ガス又は液体として貯蔵する代替手段として、特定の不飽和有機化合物は、水素（即ち、水素貯蔵材料）の可逆的な貯蔵及び放出を可能にする。これらの水素貯蔵材料は、例えば、サイクル間に水素損失が少なく、及び／又はサイクル間の熱損失（熱効率）が低減されるため、水素貯蔵効率が高く、従来の水素貯蔵方法に比べて優れていると考えられる。特に、水素をＬＨＯＣとして貯蔵することにより、水素を圧縮ガス又は液体として貯蔵する場合よりも大きな体積貯蔵密度を達成することができる。また、水素を圧縮ガス又は液体として貯蔵する場合に比べて、水素をＬＯＨＣとして貯蔵すれば、安全上のリスクが低下する。一例では、水素貯蔵材料は、ＬＯＨＣを含み、及び／又はＬＯＨＣである。
例えば、不飽和有機化合物は、高密度で水素を吸収し、特定の温度／圧力の条件下で飽和有機化合物を形成することにより、大量の水素を貯蔵することができ、そしてこれらの条件を変更することにより水素を放出することができる。
一般的に、このような貯蔵材料への及びそこからの水素の交換効率は、それらの各々の熱伝達能力によって増強又は阻害される可能性がある。特に、水素化（ＬＯＣからＬＯＨＣにロードして（ｌｏａｄ。負荷）、水素を貯蔵する）は、発熱的である一方、脱水素化（ＬＯＨＣからＬＯＣにアンロードして（ｕｎｌｏａｄ）、水素を放出する）は吸熱的（ｅｎｄｏｔｈｅｒｍｉｃ）である。したがって、このような貯蔵材料内で熱を移動させるか又はこのような貯蔵材料の体積全体にわたって好ましい温度プロファイル（ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｐｒｏｆｉｌｅ）を維持することは、このような水素貯蔵材料において決定的な要因になる。
熱を非効果的に供給又は除去する場合、水素化及び脱水素化を減速させるか又は終了させる。これは、急速な充填と放出を妨げる深刻な問題となる。急速に充填と放出するとき、それぞれＬＯＣ及びＬＯＨＣを加熱と冷却するためにかなりの量の熱が必要とされ、特にＬＯＣ及びＬＯＨＣの熱伝導率が比較的に低いことを考えると、かなりの量の熱を均一に供給する必要がある。本明細書に記載された水素貯蔵装置、特に熱伝導性ネットワークは、水素貯蔵材料を効果的に加熱と冷却して急速な充填と放出を容易にする。
本明細書に記載された水素貯蔵装置は、水素ガスの急速な充填と排出を可能にするとともに、比較的にコンパクトである。この水素貯蔵装置は、特に熱伝導性ネットワークを介して急速な加熱と冷却を可能にし、これは、充填と排出の時間が比較的に短いため、動作中に周囲に浪費される熱が少ないことを意味する。また、この水素貯蔵装置は、非常にターゲットを絞った（ｈｉｇｈｌｙ ｔａｒｇｅｔｅｄ ｈｅａｔｉｎｇ）加熱を可能にすることにより、不必要な熱損失及び関連するエネルギーの浪費を回避する。
一例では、ＬＯＨＣは、以下を含み、及び／又は以下である：飽和シクロアルケン、芳香族化合物、複素環式芳香族化合物及び／又はこれらの混合物。なお、ＬＯＨＣとは、一般的に水素化された（即ち、ロードされて飽和になった）液体有機化合物を指す。ＬＯＣとは、一般的に脱水素化された（即ち、アンロードされて不飽和になった）液体有機化合物を指す。しかしながら、実際には、所定の分子名は、所定の文脈において当業者によって理解される正確な意味で、両方を指すために交換可能（ｉｎｔｅｒｃｈａｎｇｅａｂｌｙ）に使用できる。したがって、例えば、Ｎ－エチルカルバゾール（Ｎ－ｅｔｈｙｌｃａｒｂａｚｏｌｅ）（ＮＥＣ）は、一般的にＬＯＨＣと呼ばれるが、不飽和である。ＬＯＨＣに対する研究は、最初に、相対的に高い水素容量（６～８ｗｔ．％）を有し、かつＣＯＸを含まない水素（ＣＯｘ－ｆｒｅｅ ｈｙｄｒｏｇｅｎ）を生成するシクロアルカン（ｃｙｃｌｏａｌｋａｎｅｓ）に焦点を合わせた。複素環式芳香族化合物（又はＮ－複素環式化合物（Ｎ－Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｅｓ））も好適である。Ｎ－エチルカルバゾール（ＮＥＣ）が公知のＬＯＨＣであるが、多くの他のＬＯＨＣも知られている。ジベンジルトルエン（ｄｉｂｅｎｚｙｌｔｏｌｕｅｎｅ）は、－３９℃（融点）から３９０℃（沸点）までの広い液体範囲と、６．２ｗｔ．％の水素貯蔵密度があるため、ＬＯＨＣ材料として最適である。ギ酸は、４．４ｗｔ．％の水素容量を有する有望な水素貯蔵材料として提案されている。水素からメタンを製造するなどの他の化学貯蔵オプションと比べて、ＬＯＨＣを使用すると、比較的に高い重量貯蔵密度が到達でき（約６ｗｔ．％）、そして全体的なエネルギー効率が高くなる。
一例では、ＬＯＨＣは、以下を含み、及び／又は以下である：Ｎ－エチルカルバゾール（ｅｔｈｙｌｃａｒｂａｚｏｌｅ）（ＮＥＣ）、モノベンジルトルエン（ｍｏｎｏｂｅｎｚｙｌｔｏｌｕｅｎｅ）（ＭＢＴ）、ジベンジルトルエン（ＤＢＴ）、１，２－ジヒドロ－１，２－アザボリン（ＡＢ）、トルエン（ＴＯＬ）、ナフタレン（ＮＡＰ）、ベンゼン、フェナントレン（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｅｎｅ）、ピレン（ｐｙｒｅｎｅ）、ピリジン（ｐｙｒｉｄｉｎｅ）、キノリン（ｃｈｉｎｏｌｉｎｅ）、フルオレン（ｆｌｕｒｅｎｅ）、カルバゾール（ｃａｒｂａｚｏｌｅ）、メタノール、ギ酸、フェナジン（ｐｈｅｎａｚｉｎｅ）、アンモニア及び／又はこれらの混合物。ＬＯＨＣとして報告されているシクロアルカン（Ｃｙｃｌｏａｌｋａｎｅｓ）は、シクロヘキサン、メチル－シクロヘキサン（ｍｅｔｈｙｌ－ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅ）及びデカリン（ｄｅｃａｌｉｎ）を含む。シクロアルカンの脱水素化は、高度に吸熱的（６３～６９ｋＪ／ｍｏｌ Ｈ２）であり、これは、この処理において比較的に高い温度及び／又は熱の入力が必要とされることを意味する。これらの３つのシクロアルカンのうち、デカリンの脱水素化が最も熱力学的に有利であり、また、メチル－シクロヘキサンは、メチル基が有するため２番目である。Ｎｉ、Ｍｏ、Ｐｔ系触媒は、脱水素化（ｄｅｈｙｄｒｏｇｅｎａｔｉｏｎ）に関して検討されている。しかしながら、コーキング（ｃｏｋｉｎｇ）は、触媒の長期安定性にとって依然として大きな課題である。一般的に、ＬＯＨＣの水素化及び脱水素化には触媒が必要である。また、炭化水素をＮ、Ｏなどのようなヘテロ原子で置換することにより、可逆的な脱水素化／水素化の特性を向上させることができることが実証されている。水素化及び脱水素化に必要な温度は、ヘテロ原子の数が増加するにつれて大幅に低下する。全てのＮ－複素環式化合物のうち、飽和－不飽和の一対となるドデカヒドロ－Ｎ－エチルカルバゾール（１２Ｈ－ＮＥＣ）及びＮＥＣは、かなり大きな水素含有量（５．８ｗｔ．％）を有する有望な水素貯蔵の候補として検討されている。ＮＥＣ乃至１２Ｈ－ＮＥＣの標準的な触媒（ｓｔａｎｄａｒｄ ｃａｔａｌｙｓｔ）は、Ｒｕ及びＲｈ系触媒である。水素化の選択率は、７ＭＰａと１３０℃～１５０℃で９７％に達することができる。Ｎ－複素環式化合物は、シクロアルカンの好ましくない熱力学的特性を最適化することができるが、比較的高コスト、高毒性及び／又は速度障壁（ｋｉｎｅｔｉｃ ｂａｒｒｉｅｒｓ）などの問題がある。水素貯蔵材料としてギ酸を用いることが報告されている。水素を含まない一酸化炭素は、非常に広い圧力範囲（１～６００ｂａｒ）で生成されている。水溶性ルテニウム触媒を用いた均質型触媒系は、水溶液中でＨＣＯＯＨをＨ２とＣＯ２に選択的に分解する。この触媒系は、ギ酸を分解する際の他の触媒の場合の限界（ｌｉｍｉｔａｔｉｏｎｓ）（例えば、低い安定性、制限された触媒寿命、ＣＯの形成（ｐｏｏｒ ｓｔａｂｉｌｉｔｙ， ｌｉｍｉｔｅｄ ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｌｉｆｅｔｉｍｅｓ， ｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｏｆ ＣＯ））を克服し、ギ酸を実現可能な水素貯蔵材料にする。この分解の共生成物である二酸化炭素は、第２の工程で水素化されてギ酸を合成することにより、水素ベクターとして使用できる。ＣＯ２の触媒水素化が長い間検討されており、効率的な手順が開発されている。ギ酸は、室温及び大気圧で５３ｇＬ－１の水素を含む。純粋なギ酸は、重量で４．３ｗｔ．％の水素を貯蔵している。純粋なギ酸は、６９℃の引火点を有する液体である。しかしながら、８５％のギ酸は、可燃性ではない。アンモニア（ＮＨ３）は、適当な触媒改質器（ｃａｔａｌｙｔｉｃ ｒｅｆｏｒｍｅｒ）においてＨ２を放出する。アンモニアは、穏やかな加圧及び極低温の制約（ｍｉｌｄ ｐｒｅｓｓｕｒｉｚａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｒｙｏｇｅｎｉｃ ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓ）を有する液体として、高い水素貯蔵密度を示している。また、水と混合した際に、室温と室圧下で液体として保存することもできる。アンモニアは、世界中で２番目に一般的に製造されている化学薬品であり、アンモニアを製造、輸送、分配するための大きな基礎施設が存在する。アンモニアを改質して、有害な廃物なしに水素を生成することができる。
使用時、水素を貯蔵する過程において、以下に記載されるように、水素を、例えば水素ガス生成器から、第１の流体入口を通って第１の水素貯蔵装置の第１の容器に収容することができる。好ましくは、第１の水素貯蔵装置は、最初に完全排出状態（ｆｕｌｌｙ ｄｉｓｃｈａｒｇｅｄ ｓｔａｔｅ）である。水素が水素貯蔵材料に接触すると、前述したように、水素貯蔵の発熱吸収（即ち、水素化）反応により、水素貯蔵材料の温度が上昇する。発熱反応からの熱を熱伝導性ネットワークを介して伝導することにより、温度の上昇を減衰させる。必要に応じて、第１の冷却器を動作させて温度の上昇を更に減衰させた後、設定された低温閾値（例えば、２０℃）に達すると、その動作を停止させる。例えば、第１の容器内の圧力が所定の動作圧力（例えば、１０ｂａｒ）に達し、例えばこの所定の動作圧力で安定するときに、第１の流体入口と並置された弁を開いて水素を導入させ、そして閉じて水素を含有させる。水素貯蔵材料の種類によって、吸収速度（ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ）が異なる可能性がある。このように水素の貯蔵工程がそれに応じて変更される可能性がある。例えば、水素の貯蔵を加速するために、水素の吸収は、より高い温度、例えば、少なくとも１００℃で水素化の反応速度（ｋｉｎｅｔｉｃｓ ｏｆ ｈｙｄｒｉｄｉｎｇ）に有利に働くことが好ましい場合がある。
使用時、水素を放出する（即ち、脱離）過程において、貯蔵とは逆の処理が発生する。第１の流体出口と並置された（ｉｎｌｉｎｅ ｗｉｔｈ）弁を開いて、水素を通過させて、水素が例えば発電機から出ることを可能にする。前述したように、水素が水素貯蔵材料から放出されるため、吸熱脱離（ｅｎｄｏｔｈｅｒｍｉｃ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ）により温度が低下する。第１の加熱器は、熱電対を使用した熱伝導性ネットワークの温度測定によって活性化（ａｃｔｉｖａｔｅ）されるため、熱伝導性ネットワークを加熱し、ひいては水素貯蔵材料を加熱する。設定された高温閾値（例えば、８０℃）に達すると、第１の加熱器の動作を停止させることができる。その後に、該圧力が所定の圧力（例えば１ｂａｒ）に達し、例えばこの所定の圧力で安定すると、弁を閉じることができる。
一例では、第１の水素貯蔵装置は、静的な第１の水素貯蔵装置を含み、及び／又は静的な第１の水素貯蔵装置である（ｆｉｒｓｔ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｅｖｉｃｅ ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ ａｎｄ／ｏｒ ｉｓ ａ ｓｔａｔｉｃ ｆｉｒｓｔ ｈｙｄｒｏｇｅｎ ｓｔｏｒａｇｅ ｄｅｖｉｃｅ）。このような静的な装置は、所定の体積のＬＯＨＣ（例えば、最大で第１の容器の開放体積に相当）を、第１の流体入口を通って第１の容器内に収容し、かつ熱伝導性ネットワークを介して加熱することにより、第１の流体出口を通って第１の容器から出る水素ガスを放出する。ＬＯＨＣから全ての水素が放出されると、液体有機キャリアＬＯＣ（即ち、アンロードされるＬＯＨＣ）のみが第１の容器内に残り、かつ（例えば、再ロードのために）第１の流体出口を通って排出されてもよく、第１の容器内で再ロードされてもよい。代替的に、このような静的な装置は、所定の体積の液体有機キャリアＬＯＣを水素ガスと共に、第１の流体入口を通って第１の容器内に収容し、かつ熱伝導性ネットワークを介して加熱と冷却することにより、水素ガスをＬＯＣ中にＬＯＨＣとして貯蔵する。ＬＯＣに十分にロードすると、ロード後のＬＯＨＣのみが第１の容器内に残る。したがって、静的な装置では、水素を放出（又はそれぞれ充填）する間に、ＬＯＨＣ（又はＬＯＣ）が第１の容器を流れないことを理解しておくべきである。一例では、静的な第１の水素貯蔵装置は、内部にＬＯＨＣ（又はＬＯＣ）を混合又は撹拌するための混合機又は撹拌機を含むことにより、脱水素化（又は水素化）の効率を向上させる。
これに対して、一例では、第１の水素貯蔵装置は、動的な（フロースルー（ｆｌｏｗ－ｔｈｒｏｕｇｈ）とも呼ばれる）第１の水素貯蔵装置を含み、及び／又は動的な第１の水素貯蔵装置である。このような動的な装置は、例えば、ＬＯＨＣの流れを、例えば第１の流体入口を通って第１の容器内に連続的に収容し、かつ熱伝導性ネットワークを介して加熱することにより、ＬＯＣ（即ち、アンロードされるＬＯＨＣ）と共に第１の流体出口を通って第１の容器から出る水素ガスを放出する。代替的に、このような動的な装置は、ＬＯＣの圧流を水素ガスの流れと共に、第１の容器内に収容し、かつ熱伝導性ネットワークを介して加熱と冷却をすることにより、第１の流体出口を通って第１の容器から出る水素ガスを、ロードされるＬＯＣ中にＬＯＨＣとして貯蔵する。したがって、動的な装置では、水素を放出（又はそれぞれ充填）する間に、ＬＯＨＣ（又はＬＯＣ）が第１の容器を流れることに注意すべきである。一例では、第１の水素貯蔵装置は、水素貯蔵材料を第１の容器に流すように配置されたポンプを含む。
一例では、第１の水素貯蔵装置は、反応器を含み、及び／又は反応器として知られている。
圧力容器は、第１の加熱器と熱的に連結された熱伝導性ネットワークを内部に含む。一例では、熱伝導性ネットワークの表面は、第１の加熱器と熱的に接触している（したがって熱的に連結される）。一例では、第１の加熱器は、少なくとも部分的に、熱伝導性ネットワークと一体的に形成され、及び／又はその内部に形成される。例えば、第１の加熱器は、熱伝導性ネットワーク内（即ち、内部）に埋め込まれてよい。
熱伝導性ネットワークは、任意の適切な熱伝導性材料、例えば、アルミニウム、銅などの金属、銅の黄銅合金又は青銅合金などのこれらの金属の合金、及び／又はステンレス鋼で形成されてよい。また、好ましい材料は、熱伝導性ネットワークの構造的完全性（ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ）を維持するのに十分な強度を有しながら、水素及び／又は水素貯蔵材料と反応せず、及び／又は、水素及び／又は水素貯蔵材料によって脆化（ｅｍｂｒｉｔｔｌｅ）されない。一例では、熱伝導性ネットワークは、水素との反応及び／又は水素による脆化を抑制するためのコーティングを含む。
一例では、熱伝導性ネットワークは、２次元及び／又は３次元（即ち、互いに直交する次元）の格子形状、螺旋形状及び／又はフラクタル形状を有する。なお、このような形状は、複数のノード（ｎｏｄｅ）を有し、これらのノードの間に熱伝導性アーム（ａｒｍ）（即ち、略長尺部材）を有し、アームの間に空隙（ｖｏｉｄ）（即ち、隙間、空間）が形成されている。このような形状、特にフラクタル形状は、体積に対する表面積の比が比較的に大きいため、水素貯蔵材料との間で特に効果的に熱を伝達することができる。一例として、フラクタル形状は、ゴスパー島（Ｇｏｓｐｅｒ Ｉｓｌａｎｄ）、３Ｄ ＩＨ－フラクタル、２次コッホ島（Ｑｕａｄｒａｔｉｃ Ｋｏｃｈ Ｉｓｌａｎｄ）、２次コッホ面（Ｑｕａｄｒａｔｉｃ Ｋｏｃｈ ｓｕｒｆａｃｅ）、フォンコッホ面（Ｖｏｎ Ｋｏｃｈ ｓｕｒｆａｃｅ）、コッホ雪片（Ｋｏｃｈ Ｓｎｏｗｆｌａｋｅ）、シェルピンスキーカーペット（Ｓｉｅｒｐｉｎｓｋｉ ｃａｒｐｅｔ）、シェルピンスキー四面体（Ｓｉｅｒｐｉｎｓｋｉ ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ）、マンデルボックス（Ｍａｎｄｅｌｂｏｘ）、マンデルバルブ（Ｍａｎｄｅｌｂｕｌｂ）、十二面体フラクタル、二十面体フラクタル、八面体フラクタル、メンガー（Ｍｅｎｇｅｒ）のスポンジ及びエルサレムキューブからなる群から選択される。ゴスパー島などの特定のフラクタル形状により、複数の独立した繰り返し単位ブロックを作成してから、共にテッセレーション（ｔｅｓｓｅｌｌａｔｉｏｎ）で組み立てる（即ち、重複や隙間なしで共に組み立てる）ことができる。これにより、水素貯蔵装置を通って熱伝導性ネットワークに複数のチャネル（ｃｈａｎｎｅｌ）を設置することができることにより、各チャネルは、表面積が大きく、同じ構造であるが、繰り返し単位の間に無駄な空間を残さない。ジャイロイド（ｇｙｒｏｉｄ）は、第１の態様の範囲内にあるリドノイド（ｌｉｄｎｏｉｄ）に似ているように、無限に連結した三重周期極小曲面である。ジャイロイドは、空間を、水素貯蔵材料が流れることができる、２つの反対方向に、合同（ｃｏｎｇｒｕｅｎｔ）の迷路状流路（ｌａｂｙｒｉｎｔｈｓ ｏｆ ｐａｓｓａｇｅｓ）に分ける。一例では、格子形状の有効密度（格子体積比とも呼ばれる）は、１次元、２次元又は３次元（即ち、互いに直交する次元）で均一である。一例では、格子形状の有効密度は、１次元、２次元又は３次元（即ち、互いに直交する次元）で不均一である。なお、特定の次元での均一な有効密度は、この特定の次元で、格子形状のアーム間で一定の空隙率（ｃｏｎｓｔａｎｔ ｖｏｉｄ ｆｒａｃｔｉｏｎ）を提供する。逆に、特定の次元での不均一な有効密度は、この特定の次元で、格子形状のアーム間で一定でない空隙率（ｎｏｎ－ｃｏｎｓｔａｎｔ ｖｏｉｄ ｆｒａｃｔｉｏｎ）を提供する。有効密度が高いほど、熱伝導性材料の含有量が多いため、熱伝導が速くなる。例えば、有効密度は、特定の寸法、例えば、径方向に増減してよい。このように、熱伝導性ネットワークは、熱伝導性ネットワークを介する水素貯蔵材料へ及び／又は水素貯蔵材料からの熱伝達を向上させ、例えば最適化するように、特定の圧力容器形状に設計、例えば最適化されてよい。一例では、格子形状の有効密度は、第１の次元、例えば軸方向に均一であり、かつ互いに直交する第２の次元及び第３の次元、例えば、径方向に不均一である。格子形状、例えば３次元ケージのような正方格子形状の体積に対する表面積の比は、同じ体積のフラクタル形状に比べて相対的に低い。しかし、格子形状の形成及び／又は製造は、比較的に複雑でなく、及び／又は費用が少ないため、好ましい。一例では、３Ｄプリンティング（即ち、付加製造）、例えば選択的レーザ溶解（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｌａｓｅｒ ｍｅｌｔｉｎｇ）（ＳＬＭ）により、少なくとも部分的に熱伝導性ネットワークを形成することにより、例えば、内部に空隙を有する３次元の複雑な形状を形成することができる。一例では、熱伝導性ネットワークは、鋳造と、射出成形、押出成形などの成形法により少なくとも部分的に形成される。その他の付加製造処理も知られている。一例では、熱伝導性ネットワークは、製造、及び／又はフライス加工（ｍｉｌｌｉｎｇ）、旋盤加工（ｔｕｒｎｉｎｇ）、ドリル加工などの機械加工により少なくとも部分的に形成される。その他の除去製造処理（ｓｕｂｔｒａｃｔｉｖｅ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ）も知られている。
この電源は、第１の加熱器を含む加熱器群（ｓｅｔ ｏｆ ｈｅａｔｅｒｓ）を必要に応じて含む。一例では、この電源は、第１の加熱器を含む加熱器群を含み、熱伝導性ネットワークは、第１の加熱器と熱的に連結されている。第１の加熱器を加熱することにより、熱を、第１の加熱器と熱的に連結された熱伝導性ネットワークに伝達する。これにより、熱を、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料に伝達する。このように、第１の加熱器によって熱伝導性ネットワークを介して水素貯蔵材料を加熱することにより、水素を水素貯蔵材料から放出することができる。一例では、第１の加熱器は、圧力容器の内部に配置される。一例では、第１の加熱器は、圧力容器の外部に配置される。第１の加熱器を圧力容器の外部に配置することにより、特定の方面で装置の組み立てを容易にし、電気配線のアクセスをより簡単にすることができる。一例では、第１の加熱器は、熱電加熱器及び／又はジュール加熱器及び／又は還流型加熱器、例えば還流液体を含み、及び／又は、熱電加熱器及び／又はジュール加熱器及び／又は還流型加熱器、例えば還流液体である。例えば、通路を含む第１の容器は、その中及び／又はその上にジュール加熱器及び還流型加熱器を交換可能に収容するように配置される。例えば、第１の容器は、貫通路を含み、貫通路の端部を通って内部に挿入されたカートリッジヒーター（ｃａｒｔｒｉｄｇｅ ｈｅａｔｅｒ）を収容するように配置され、この貫通路の対向端が例えば絶縁プラグによって閉じられてよい。代替的に、カートリッジヒーター及びプラグを取り外し、代わりに流体継手を端部に取り付けることにより、熱伝導性ネットワークを加熱するための燃料電池からの加熱された冷却剤（即ち、加熱流体）などの還流液体を、流体継手を通って圧送することができる。このように、熱伝導性ネットワークを加熱及び／又は冷却するための柔軟性が提供される。一例では、第１の水素貯蔵装置は、通路を含む。第１の水素貯蔵装置は、通路内でジュール加熱器を収容する第１の構成と、通路を通る液体の流れを収容する第２の構成と、になるように配置可能である。その他の加熱器も知られている。一例では、電源は、例えば、比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御を介して第１の加熱器に接続された熱電対を含む。このように、第１の加熱器の温度を制御することができる。一例では、第１の加熱器は、カートリッジヒーター又は挿入型加熱器を含み、及び／又はカートリッジヒーター又は挿入型加熱器である。一般的に、カートリッジヒーターは、電気抵抗線を含む長尺状円筒であり、例えば電気抵抗線が酸化マグネシウムに埋め込まれる。適切なカートリッジヒーター及び挿入型加熱器は、ワトロー（Ｗａｔｌｏｗ）社（ＭＯ、ＵＳＡ）から入手可能である。一例では、第１の加熱器は、熱伝導性ネットワーク内に形成され及び／又は熱伝導性ネットワーにより設置された通路に挿入される。一例では、第１の加熱器は、熱伝導性ネットワークに組み込まれ、例えば熱伝導性ネットワークと一体的に形成されている。このように、熱伝導性ネットワークの加熱効率が向上する。一例では、電源は、第１の加熱器を含むＮ（Ｎは少なくとも１、例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０以上の自然数である）個の加熱器を含む。このＮ個の加熱器は、第１の加熱器に関して説明した通りであり得る。一例では、電源は、Ｍ個の水素貯蔵装置及びＮ個の加熱器を含む（Ｍ及びＮは少なくとも１の自然数であり、Ｍ＝Ｎ、例えば、Ｍ＝Ｎ＝１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０以上である）。一例では、電源は、第１の加熱器に電力を供給するために構成された電池、好ましくは充電式電池、例えばリチウムイオン電池を含む。充電式電池は、後述するように、水素ガス生成器群に供給される電力を使用して再充電することができる。
一例では、電源は、第１の加熱器を含む第１の加熱器／冷却器を含む加熱器群を含む加熱器／冷却器群を含む。第１の加熱器／冷却器を冷却することにより、熱を、この第１の加熱器／冷却器と熱的に連結された熱伝導性ネットワークから伝達する。これにより、熱を、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料から伝達する。このように、第１の加熱器／冷却器によって熱伝導性ネットワークを介して水素貯蔵材料を冷却することにより、水素を水素貯蔵材料に貯蔵することができる。換言すれば、第１の加熱器／冷却器により、空間効率の良い方法で、水素貯蔵時に水素貯蔵材料から熱を除去することができると共に、水素放出時に水素貯蔵材料に熱を供給することができる。一例では、第１の加熱器／冷却器は、圧力容器の内部に配置される。一例では、第１の加熱器／冷却器は、圧力容器の外部に配置される。第１の加熱器／冷却器を圧力容器の外部に配置することにより、特定の方面で装置の組み立てを容易にし、電気配線のアクセス（ａｃｃｅｓｓ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｗｉｒｉｎｇ）をより簡単にすることができる。熱電加熱器及び／又は冷却器素子を非常に緻密に（即ち、正確に、精密に、及び／又は応答可能に）制御することにより、高度な正確性、精度及び／又は短い応答時間を有する制御が提供される。第１の加熱器／冷却器の加熱器は、第１の加熱器に関して上述した通りであってよい。一例では、第１の加熱器／冷却器の冷却器は、ファンによって推進される空気又はポンプによって推進される冷却流体（例えば水）による能動冷却を必要に応じて備えるヒートシンクを含み、及び／又はこのようなヒートシンクである。一例では、第１の加熱器／冷却器は、熱電冷却及び加熱を利用したペルチェ素子又はその他の素子を含み、及び／又はこのような素子である。この種類の素子は、一般的に、ペルチェ（Ｐｅｌｔｉｅｒ）ヒートポンプ、固体冷凍機、又は熱電冷却器（ＴＥＣ）と呼ばれている。熱電加熱器及び冷却器素子は、必要に応じた能動冷却（例えば、ファンによって推進される空気による能動冷却又はポンプによって推進される冷却流体（例えば水）による能動冷却）を備えるヒートシンクと併用されてよい。熱伝導性ネットワークと熱的に連結されていない熱電素子側の熱を加えるか又は除去することより、熱電素子が熱伝導性ネットワークを加熱と冷却する能力を向上させる。一例では、第１の加熱器／冷却器（例えば、熱電加熱器及び冷却器）は、熱伝導性ネットワークと熱的に接触している。両者が熱的に接触するため、熱を一方から他方に効果的に渡すことができる。熱をどちらの方向に渡すことができ、熱伝導性ネットワークを加熱してもよいし、冷却してもよい。加熱器／冷却器モジュールと熱伝導性ネットワークとの接触は、直接物理的接触でなくてもよい。いくつかの実施形態では、圧力容器の壁などの介在物がある。このような実施形態では、介在物は、加熱器／冷却器モジュールと熱伝導性ネットワークとの間の良い熱的接触を可能にし続ける必要があり、このように、熱を一方から他方へ効果的に渡すことができる。適切な熱電加熱器及び／又は冷却器素子は、当業者に知られており、ＣＵＩ社（又はＵＳＡ）などのほとんどの電子機器供給業者から商業的に入手可能である。一例では、水素貯蔵装置は、ペルチェ加熱器／冷却器組立体を構成するように基台上に１つ以上の熱電加熱器及び／又は冷却器を含み、熱伝導性ネットワークは、ペルチェ加熱器／冷却器組立体と熱的に連結されている（例えば、取り付けられている）。例えば、熱伝導性ネットワークを加熱器／冷却器組立体に３Ｄ印刷してよい。必要に応じて、例えば、適切な量の圧縮を印加することにより、発泡体（ｆｏａｍ）（例えば、後述する金属発泡体（ｍｅｔａｌ ｆｏａｍ））を熱伝導性ネットワークに取り付けてよい。代替的に、発泡体は、物理的な結合、例えば、熱伝導性ネットワークと発泡体とをはんだ付け、ろう付け（ｂｒａｚｉｎｇ）及び／又は溶接するにより、取り付けられてよい。このような配置において、ほとんどのはんだ及び充填材に対して、高い熱伝導率を有することが好ましい。
一例では、水素貯蔵装置は、熱伝導性ネットワークに取り付けられた（即ち、熱的に連結され、熱的に接触する）熱伝導発泡体、例えば金属発泡体を含む。本発明者らは、このような発泡体が水素貯蔵材料との間で熱伝達を補助（ａｉｄ）することを見出した。このような発泡体は、高い内部表面積を有することが知られている。一例では、発泡体は、連続気泡発泡体（ｏｐｅｎ－ｃｅｌｌｅｄ ｆｏａｍ）、好ましくは連続気泡金属発泡体（金属スポンジとも呼ばれる）を含み、及び／又はこのような発泡体である。連続気泡金属発泡体は、一般的に鋳造法（ｆｏｕｎｄｒｙ）又は粉末冶金法（ｐｏｗｄｅｒ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ）により製造される。この粉末法では、「空間ホルダー」（ｓｐａｃｅ ｈｏｌｄｅｒｓ）が使用され、これらが細孔空間及びチャネルを占める。射出成形法では、発泡体が典型的に連続気泡ポリウレタン発泡体骨格で鋳造される。本発明者らは、水素貯蔵材料を発泡体内の空間（即ち、空隙（ｖｏｉｄ）、ルーメン（ｌｕｍｅｎ）、細孔（ｐｏｒｅ）、気泡（ｃｅｌｌ））に配置することができ、水素貯蔵材料が水素を貯蔵と放出する能力を保持するとともに、発泡体の大きな表面積によってもたらされる熱伝達の速度の向上の利点を有することを見出した。なお、発泡体の細孔径（即ち、気泡のサイズ）は、水素貯蔵材料、例えばその粒子のサイズより大きい。一例では、発泡体の細孔径と粒径との比は、少なくとも５：１、例えば少なくとも１０：１、例えば２０：１であり、これらのサイズ（即ち、発泡体の細孔径及び粒径）は、１次元、例えば直径で測定されたものである。一例では、発泡体は、アルミニウム、銅、ステンレス鋼、ニッケル又は亜鉛（又はこれらの金属を含む組み合わせ合金）で形成された金属発泡体、好ましくは連続気泡金属発泡体を含み、及び／又はこのような発泡体である。特に、アルミニウム発泡体は好ましい。熱伝導性ネットワークは、ネットワーク内の空間に金属発泡体を含有することが好ましい。金属発泡体内の空隙には水素貯蔵材料が含まれている。フラクタルネットワーク内の金属発泡体は、熱電加熱器／冷却器及び水素貯蔵材料との間での優れた熱伝達を提供することがわかっている。
一例では、圧力容器がそれと及び／又はその上に密閉連結された蓋（例えば、圧力容器の壁のアクセスハッチ（ａｃｃｅｓｓ ｈａｔｃｈ）又は開口部などのためのカバー又はブランキングプレート（ｂｌａｎｋｉｎｇ ｐｌａｔｅ）とも呼ばれる）を含むことにより、熱伝導性ネットワークの周囲に密閉された圧力容器を提供する。圧力容器に蓋を密閉連結する前に、水素貯蔵材料を一般的に粉末状に添加することが有利である。例えば、水素貯蔵材料が粉末状である場合、この粉末を、熱伝導性ネットワークのアーム間に注ぎ、必要に応じて発泡体に注いで、圧力容器を部分的に（即ち、空隙の少なくとも２５体積％、好ましくは少なくとも３５体積％、より好ましくは少なくとも４５体積％）、大部分に（即ち、空隙の少なくとも５０体積％、好ましくは少なくとも６０体積％、より好ましくは少なくとも７０体積％、最も好ましくは少なくとも８０体積％）、実質的に（即ち、空隙の少なくとも９０体積％、好ましくは少なくとも９５体積％、より好ましくは少なくとも９７．５体積％）及び／又は完全に充填する。これらの空隙を粉末で実質的に充填することにより、水素貯蔵容量が増大する。逆に、これらの空隙を粉末で部分的に充填することにより、熱伝導性ネットワークとの熱伝達を向上させることができる。この充填は、一般的に、圧力容器の蓋を密閉する前に、アルゴン又は他の不活性ガスなどの不活性雰囲気環境で実施できる。製造の規模によって、この充填をグローブボックス（ｇｌｏｖｅ ｂｏｘ）内で実施できる。粉末が熱伝導性ネットワーク及び／又は発泡体に浸透することを保証するために、わずかな撹拌、例えば振動は有利である。一例では、水素貯蔵装置は、圧力容器及び／又は熱伝導性ネットワークに機械的に連結され、かつ圧力容器及び／又は熱伝導性ネットワークを揺れ、例えば振動させることで、水素貯蔵材料で圧力容器を充填する効率を向上させるように配置された撹拌機、例えば振動器を含む。
使用時、水素を貯蔵する過程において、以下に記載されるように、水素を、例えば水素ガス生成器から、第１の解除可能な流体入口継手及び第１の流体入口を通って第１の水素貯蔵装置の圧力容器に収容することができる。好ましくは、第１の水素貯蔵装置は、最初に完全排出状態である。水素が水素貯蔵材料に接触すると、前述したように、水素貯蔵の発熱吸収（即ち、水素化）反応により、水素貯蔵材料の温度が上昇する。発熱反応からの熱を、熱伝導性ネットワークを介して伝導することにより、温度の上昇を減衰（ａｔｔｅｎｕａｔｅ）させる。必要に応じて、第１の冷却器を動作させて温度の上昇を更に減衰させた後、設定された低温閾値（例えば、２０℃）に達すると、その動作を停止させる。例えば、圧力容器内の圧力が所定の動作圧力（例えば、１０ｂａｒ）に達し、例えばこの所定の動作圧力で安定するときに、第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の流体入口と並置された弁を開いて水素を導入させ、そして閉じて水素を含有させる。水素貯蔵材料の種類によって、吸収の動力学が異なる可能性があり、このように水素の貯蔵工程がそれに応じて変更される可能性がある。例えば、水素の貯蔵を加速するために、水素の吸収は、より高い温度、例えば、少なくとも１００℃で水素化の反応速度に有利に働くことが好ましい場合がある。
使用時、水素を放出する（即ち、脱離（ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ））過程において、貯蔵とは逆の処理が発生する。第１の解除可能な流体出口継手及び／又は第１の流体出口と並置された弁を開いて、水素を通過させて例えば発電機から出すことを可能にする。前述したように、水素が水素貯蔵材料から放出されるため、吸熱脱離（ｅｎｄｏｔｈｅｒｍｉｃ ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ）により温度が低下する。第１の加熱器は、熱電対を使用した熱伝導性ネットワークの温度測定によって活性化されるため、熱伝導性ネットワークを加熱し、ひいては水素貯蔵材料を加熱する。設定された高温閾値（例えば、８０℃）に達すると、第１の加熱器の動作を停止させることができる。その後に、該圧力が所定の圧力（例えば１ｂａｒ）に達し、例えばこの所定の圧力で安定すると、弁を閉じることができる。
〔相変化材料〕
一例では、第１の水素貯蔵装置は、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する相変化材料（ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）（ＰＣＭ）を含む。このように、水素貯蔵時に熱を生じるのはＰＣＭであってよい。ＰＣＭは、融解熱が高く、そして溶融及び凝固などの相変化温度で相が変化すると、大量のエネルギーを貯蔵及び／又は放出することができる材料である。ＰＣＭは、潜熱蓄熱（ＬＨＳ）単位として分類できる。潜熱蓄熱は、液固、固液、固気及び液気の相変化により実現できる。しかしながら、一般的に、ＰＣＭに対して、固液、液固の相変化のみが実用的である。一例では、ＰＣＭは、固液（及び液固）ＰＣＭである。一例では、第１の水素貯蔵装置は、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する相変化材料（ＰＣＭ）を含む。このように、水素貯蔵時に水素貯蔵材料が生じる熱の少なくとも一部をＰＣＭに貯蔵してから放出して、少なくとも部分的に水素を水素貯蔵材料から放出することができる。
一例では、第１の水素貯蔵装置は、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する相変化材料（ｐｈａｓｅ ｃｈａｎｇｅ ｍａｔｅｒｉａｌ）（ＰＣＭ）を含む。このように、水素貯蔵時に熱を生じるのはＰＣＭであってよい。ＰＣＭは、融解熱が高く、そして溶融及び凝固などの相変化温度で相が変化すると、大量のエネルギーを貯蔵及び／又は放出することができる材料である。ＰＣＭは、潜熱蓄熱（ＬＨＳ）単位として分類できる。潜熱蓄熱は、液固、固液、固気及び液気の相変化により実現できる。しかしながら、一般的に、ＰＣＭに対して、固液、液固の相変化のみが実用的である。一例では、ＰＣＭは、固液（及び液固）ＰＣＭである。一例では、第１の水素貯蔵装置は、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する相変化材料（ＰＣＭ）を含む。このように、水素貯蔵時に水素貯蔵材料が生じる熱の少なくとも一部をＰＣＭに貯蔵してから放出して、少なくとも部分的に水素を水素貯蔵材料から放出することができる。
熱的負荷時（ｌｏａｄｉｎｇ）の固液ＰＣＭの典型的な温度プロファイルが考えられる。まず、温度ＴＳ以下では、ＰＣＭは、顕熱蓄熱（ｓｅｎｓｉｂｌｅ ｈｅａｔ ｓｔｏｒａｇｅ）（ＳＨＳ）材料として動作し、ＰＣＭが吸熱するにつれてＰＣＭの温度が上昇する。しかしながら、従来のＳＨＳ材料とは異なり、ＰＣＭは、相が変化する相変化温度ＴＳ（即ち、溶融温度）に達すると、ほぼ一定の温度で大量の熱を吸収する。ＰＣＭは、全てのＰＣＭが液相に変換されるまで、温度の著しい上昇を伴わずに熱を吸収し続ける。液体材料の周囲温度が低下すると、ＰＣＭが固化し、貯蔵された潜熱を放出する。このように、ＰＣＭは、水、れんが、岩石などの従来の蓄熱材料に比べて、単位体積あたり５～１４倍程度の熱を貯蔵することができる。
一例では、ＰＣＭは、有機ＰＣＭ、無機ＰＣＭ、共晶ＰＣＭ、吸湿ＰＣＭ、固固（ｓｏｌｉｄ－ｓｏｌｉｄ）ＰＣＭ及び熱合成物のうちの少なくとも１つを含む。ＰＣＭを選択する場合、相変化温度が所望の動作温度範囲にあり、単位体積あたりの融解潜熱が大きく、比熱が大きく、密度が高く、熱伝導率が高く、相変換時の体積変化が小さく、動作温度で蒸気圧が小さく、一致溶融し（ｃｏｎｇｒｕｅｎｔ ｍｅｌｔｉｎｇ）、液相の過冷却（ｓｕｐｅｒ ｃｏｏｌｉｎｇ）を避けるために核生成速度が速く、結晶成長速度が速く、化学的に安定し、相変化が可逆的であり、相変化による劣化が生じせず、腐食せず、毒性がなく、不燃性があり、コストが低く、及び／又は入手可能であるという特性の１つ以上が望ましい。
有機ＰＣＭは、例えば、パラフィン（ＣｎＨ２ｎ＋２）、炭水化物及び脂質由来材料を含む。有機ＰＣＭの有益な特性は、過冷却をあまり伴わずに凍結し、一致溶融し（ｍｅｌｔｉｎｇ ｃｏｎｇｒｕｅｎｔｌｙ）、自己核形成（ｓｅｌｆ－ｎｕｃｌｅａｔｉｏｎ）し、従来の構造材料と適合性があり、偏析（ｓｅｇｒｅｇａｔｉｏｎ）が無いかほとんど無く、化学的に安定し、融解熱が大きく、安全で、非反応性及び／又はリサイクル性があるという特性を含む。また、再生可能資源から炭水化物類及び脂質類のＰＣＭを製造することができる。しかしながら、有機ＰＣＭは、固体熱伝導率が低く、凍結サイクル中に高い熱伝達速度、低い体積潜熱蓄熱容量及び／又は低い可燃性が要求される場合がある。信頼性の高い相変化点を得るために、メーカーは、典型的に、本質的にパラフィン混合物であり、かつ完全にオイルで精製された工業用のパラフィンを提供する。
無機ＰＣＭは、例えば、塩水和物（ＭｎＨ２Ｏ）を含む。無機ＰＣＭの有益な特性は、体積潜熱蓄熱容量が大きく、入手可能で、コストが低く、融点が鮮明で、熱伝導性が高く、融解熱が大きく、及び／又は不燃性があるという特性を含む。しかしながら、無機ＰＣＭは、体積変化が大きく、固液遷移（ｓｏｌｉｄ－ｌｉｑｕｉｄ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎ）には過冷却及び／又は核形成剤（ｎｕｃｌｅａｔｉｎｇ ａｇｅｎｔ）が必要になる場合がある。
例えば、相変化温度が－９℃～９０℃の範囲である有機及び無機のＰＣＭは、ルビサームテクノロジーズ社（ベルリン、ドイツ）から入手可能である。これらのＰＣＭの蓄熱容量は、典型的には１５０ｋＪ／ｋｇ～２９０ｋＪ／ｋｇである。
共晶ＰＣＭは、例えば、ｃ－無機化合物、無機－無機化合物（ｃ－ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ－ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｃｏｍｐｏｕｎｄｓ）を含む。共晶ＰＣＭの有益な特性は、有機ＰＣＭに比べて、融点が鋭く（ｓｈａｒｐ）、及び／又は体積貯蔵密度が向上するという特性を含む。吸湿ＰＣＭは、例えば、水を吸収と放出することができるウール絶縁仕上げ（ｗｏｏｌ ｉｎｓｕｌａｔｉｏｎ）、土／粘土状仕上げなどの自然な建材を含む。固固ＰＣＭは、大量の熱の吸収と放出を伴う固相／固相遷移（ｓｏｌｉｄ／ｓｏｌｉｄ ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｉｔｉｏｎｓ）を起こし、固液ＰＣＭと同程度の潜熱を有する。核形成は、過冷却を防止するために必要ではない場合がある。現在、固固ＰＣＭの温度範囲は、相変化温度が２５℃～１８０℃の範囲で、利用可能である。
一例では、使用時、ＰＣＭの相変化温度は、水素貯蔵材料の脱離温度に対応する。例えば、水和塩Ｓ５８（ＰＣＭ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｌｔｄ、ＵＫから入手可能）は、ランタンニッケル（ｌａｎｔｈａｎｕｍ ｎｉｃｋｅｌ）（ＬａＮｉ５Ｈ６）の脱離温度（ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ）６０℃に対応する相変化温度５８℃を有する。
一例では、相変化温度は、水素貯蔵材料の脱離温度の２０℃以内であり、好ましくは１０℃以内であり、より好ましくは５℃である。一例として、相変化温度は、水素貯蔵材料の脱離温度の２０℃以下であり、好ましくは１０℃以下であり、より好ましくは５℃以下である。このように、ヒステリシスが低減されるため、ＰＣＭによる熱の貯蔵と放出の効率が向上する。
一例として、ＰＣＭの蓄熱容量は、１００ｋＪ／ｋｇ～１０００ｋＪ／ｋｇ、好ましくは１５０ｋＪ／ｋｇ～５００ｋＪ／ｋｇ、より好ましくは２００ｋＪ／ｋｇ～３００ｋＪ／ｋｇの範囲内であり、例えば２３０ｋＪ／ｋｇである。一般的には、より高い蓄熱容量が好ましい。しかしながら、ＰＣＭの第１の相変化温度は、選択時の判定要因となり、候補ＰＣＭを制限する場合がある。
一例では、ＰＣＭは、カプセル化されたＰＣＭを含む。ＰＣＭのカプセル化は、固液相転移（ｓｏｌｉｄ － ｌｉｑｕｉｄ ｐｈａｓｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ）を行うＰＣＭに要求される場合がある。カプセル化（ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）の例は、マクロカプセル化、マイクロカプセル化、分子カプセル化（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ－ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎ）を含む。大容量格納を伴うマクロカプセル化は、熱伝導率の低いＰＣＭには不適切である可能性がある。これは、このようなＰＣＭがマクロカプセル化のエッジで固化する傾向があり、その結果、効果的な熱伝達を妨げるためである。マイクロカプセル化により、一般的に、例えば、微視的なサイズのＰＣＭを保護コーティングでコーティングすることにより、ＰＣＭを構造材料に組み込むことができる。分子カプセル化により、高分子化合物中のＰＣＭ濃度を非常に高くすることができる。一例では、カプセル化されたＰＣＭは、セルに分割される。セルは、静落差を低減するように配置されてよい。セルの壁により、熱を効果的に伝達し、水が壁を介して通過することを制限し、漏れ及び／又は腐食に耐えることができ、及び／又はＰＣＭに化学的に相溶することができる。セル壁材の例は、例えば、ステンレス鋼、ポリプロピレン及びポリオレフィンを含む。一例では、ＰＣＭは、ＰＣＭの熱伝導率を向上させるために配置された添加剤を含む。いくつかのＰＣＭ、例えばいくつかの有機ＰＣＭは、融解熱が大きく、熱伝導率が低い可能性がある。ＰＣＭ内に添加剤を含有させることにより、ＰＣＭの熱伝導率を向上させ、例えばＰＣＭの吸熱を促進することができる。添加物は、例えば、熱伝導率の高い粒子、繊維又はワイヤーを含んでもよい。
〔発電機〕
一例では、電源は、水素ガスを用いて電気を生成するように構成され、かつ燃料電池と熱機関を含む発電機とからなる群（ｓｅｔ）から選択される第１の発電機を含む発電機群、第１の解除可能な流体出口継手と連結可能な第２の解除可能な流体入口継手、及び／又は第１の電気出口と連結可能な第１の解除可能な電気出口継手を含む。第１の発電機は、第２の解除可能な流体入口継手と流体連通する第２の流体入口を含む。
一例では、電源は、水素ガスを用いて電気を生成するように構成され、かつ燃料電池と熱機関を含む発電機とからなる群（ｓｅｔ）から選択される第１の発電機を含む発電機群、第１の解除可能な流体出口継手と連結可能な第２の解除可能な流体入口継手、及び／又は第１の電気出口と連結可能な第１の解除可能な電気出口継手を含む。第１の発電機は、第２の解除可能な流体入口継手と流体連通する第２の流体入口を含む。
このように、水素貯蔵材料から放出された水素ガスを燃料として発電機群により電力を生成することができる。なお、発電機群は、各解除可能な流体継手を介して水素貯蔵装置群に連結されている。発電機群が水素貯蔵装置群と解除可能に連結されるため、前述したように、発電機群に関してモジュール性及び／又は拡縮可能性が提供される。第２の解除可能な流体入口継手は、必要な変更を加えて、第１の解除可能な流体入口継手に関して記載された通りであり得る。適切な解除可能な電気出口継手（接続器とも呼ばれる）は、プラグ型とソケット型の接続器を含む。
一例では、第１の発電機は、熱機関を含み、例えば、水素を燃焼させるように配置された内燃機関と、内燃機関によって駆動される発電機とを含む発電機である。その他の発電機及び／又は熱機関も知られている。
一例では、第１の発電機は、固体高分子形燃料電池ＰＥＭＦＣ、アルカリ型燃料電池ＡＦＣ及びリン酸型燃料電池ＰＡＦＣからなる群から選択される燃料電池である。このように、部品を移動させずに、コンパクトに、比較的に低い温度で及び／又は効果的に電力を生成することができる。高分子電解質膜（ｐｏｌｙｍｅｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ ｍｅｍｂｒａｎｅ）（ＰＥＭ）燃料電池とも呼ばれるＰＥＭＦＣは、一般的に、電極、電解質、触媒及びガス拡散層を含む膜電極接合体（ｍｅｍｂｒａｎｅ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ａｓｓｅｍｂｌｙ）（ＭＥＡ）で構成される。典型的には、触媒インク、カーボン、電極が固体電解質上に堆積され、カーボン紙が、電池の内部を保護するためにいずれかの側でホットプレスされ、電極としても機能する。ＰＥＭＦＣの基本部分は、電解質、触媒及び反応物質が混合して電池反応が生じる三相界面（ｔｒｉｐｌｅ ｐｈａｓｅ ｂｏｕｎｄａｒｙ）（ＴＰＢ）である。この膜は、導電性であってはならないため、半反応が混ざらない。一般的に、１００℃を超える動作温度が望ましいため、水の副産物が蒸気になり、水管理がＰＥＭＦＣ設計でそれほど重要ではなくなる。適切なＰＥＭＦＣ、例えば、ＦＣｇｅｎ及びＦＣｖｅｌｏｃｉｔｙシリーズは、バラード・パワー・システムズ社（バーナビー、カナダ）から入手可能であり、例えば、Ａｅｒｏｓｔａｃｋｓ及びＨシリーズは、ホライゾンフューエルセルテクノロジー社（シンガポール）から入手可能である。ＡＦＣ（ベーコン燃料電池（Ｂａｃｏｎ ｆｕｅｌ ｃｅｌｌｓ）とも呼ばれる）は、製造上に安価で、最大７０％の効率がある。ＰＡＦＣは、液状リン酸を電解質として使用し、ＣＯ２耐性を有し、最大７０％の効率がある。典型的には、ＰＡＦＣが１５０～２００℃で動作するため、排出された蒸気が空気及び水の加熱に用いることができる。適切なＰＡＦＣは、ドーサン燃料電池（Ｄｏｏｓａｎ Ｆｕｅｌ Ｃｅｌｌ）アメリカ社（コネチカット州、ＵＳＡ）及び富士電機株式会社（東京、日本）から入手可能である。
一例では、電源は、水素ガスを生成するように構成された第１の水素ガス生成器を含む水素ガス生成器群、第３の解除可能な流体入口継手、及び／又は第１の解除可能な流体入口継手と連結可能な第２の解除可能な流体出口継手を含む。
このように、水素を、水素ガス生成器群によって生成し、水素貯蔵装置群の水素貯蔵材料に貯蔵することができる。なお、水素ガス生成器群は、各解除可能な流体継手を介して水素貯蔵装置群に連結されている。水素ガス生成器群が水素貯蔵装置群と解除可能に連結されるため、前述したように、水素ガス生成器群に関してモジュール性及び／又は拡縮可能性が提供される。第３の解除可能な流体入口継手は、必要な変更を加えて、第１の解除可能な流体入口継手に関して記載された通りであり得る。第２の解除可能な流体出口継手は、必要な変更を加えて、第１の解除可能な流体出口継手に関して記載された通りであってもよい。
一例では、第１の水素ガス生成器は、アルカリ電解セル（ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ ｃｅｌｌ）及びプロトン交換膜（ＰＥＭ）電解セルからなる群から選択される電解セルを含む。ＰＥＭ電解セルに比べて、アルカリ水電解セルは、典型的に、（ＰＥＭ水電解に使用される白金族金属ベースの触媒に比べて）安価な触媒を使用し、電解質が交換可能であるため、耐久性が高く、陽極触媒の溶解度が低く、及び／又は、アルカリ電解液中のガス拡散性が低いため、ガス純度が高い。逆に、ＰＥＭ電気分解セルは、より高い電流密度で動作することができ、それによって、特に風力や太陽光などの非常に動的なエネルギー源に結合されたＰＥＭ電解セルの運用コストを削減することができる。しかし、このような場合、突然のエネルギー入力の急増（ｓｐｉｋｅ）は、そうでなければ捕捉されないエネルギーとなってしまうかもしれない。
一例では、第１の水素ガス生成器は、メタン改質器を含む。一般的に、メタン改質器は、メタンから触媒を用いて水素ガスを生成するための水蒸気改質、オートサーマル改質（ａｕｔｏｔｈｅｒｍａｌ ｒｅｆｏｒｍｉｎｇ）又は部分酸化に基づくものである。一例では、メタン改質器は、水蒸気メタン改質器（ｓｔｅａｍ ｍｅｔｈａｎｅ ｒｅｆｏｒｍｅｒ）（ＳＭＲ）及びオートサーマル改質器（ＡＴＲ）からなる群から選択される。水蒸気メタン改質と称されることもある水蒸気改質（ＳＲ）は、外部の熱ガス源を使用して管を加熱し、この管中で触媒反応が発生し、蒸気と、メタン、バイオガス又は製油所の原料などの軽質炭化水素（ｌｉｇｈｔｅｒ ｈｙｄｒｏｃａｒｂｏｎｓ）を水素及び一酸化炭素（合成ガス）に変換する。合成ガスはさらに反応し、反応器内でより多くの水素及び二酸化炭素を生成する。最終精製のために、これらの炭素酸化物は、使用前に、モレキュラーシーブを使用した圧力変動吸着法（ＰＳＡ）によって除去される。ＰＳＡは、合成ガス流から不純物を吸着して純粋な水素ガスを残すことにより機能する。オートサーマル改質（ＡＴＲ）は、メタンとの反応において酸素及び二酸化炭素又は蒸気を使用して合成ガスを形成する。この反応は、メタンが部分的に酸化される単独のチャンバ内で発生する。この反応は、酸化のために発熱的である。ＡＴＲが二酸化炭素を使用する場合、生成されたＨ２：ＣＯは１：１であり、ＡＴＲが水蒸気を使用する場合、生成されたＨ２：ＣＯは２．５：１である。
一例では、電源は第１の水素ガス生成器と連結可能な第１の電気入口を有し、及び／又は、第１の電気出口は第１の水素ガス生成器と連結可能である。このように、例えば、風力、太陽光、潮力（ｔｉｄａｌ）及び／又は地熱などの再生可能エネルギー源及び／又は余剰再生可能エネルギー源（ｅｘｃｅｓｓ ｒｅｎｅｗａｂｌｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｏｕｒｃｅｓ）から、余剰従来型エネルギー源（ｓｕｒｐｌｕｓ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｅｎｅｒｇｙ ｓｏｕｒｃｅｓ）から、必要に応じて電源の電力出力から、第１の水素ガス発生装置、より一般的に水素ガス生成器群に電力を供給することができる。好ましくは、この電力は、より強く及び／又はより長い風力（ｌｏｎｇｅｒ ｗｉｎｄｓ）、より多く及び／又はより強い日光、及び／又は、より強く及び／又はより長い潮力（ｔｉｄｅｓ）などの余剰再生可能エネルギー源からのものである。このように、この余剰電力（即ち、現在の需要に対する余剰な電力）が化学エネルギーとして貯蔵された水素ガスに効果的に貯蔵されるため、余剰電力が蓄えられる。
一例では、電源は、第１の水素ガス生成器と、第１の水素貯蔵装置と、第１の発電機とが互いに切り離される第１の配置と、第１の水素ガス生成器と第１の発電機とが第１の水素貯蔵装置を介して流体的に連結される第２の配置と、になるように配置可能である。このように、前述したように、電源のモジュール性及び／又は拡縮可能性が提供される。
一例では、電源は、第１の壁を含む壁群（ｓｅｔ ｏｆ ｗａｌｌｓ）を含む筐体（ｈｏｕｓｉｎｇ）を含み、第１の壁は、水素貯蔵装置群を収容するように配置され、かつ第１の壁を通る第１の電気出口を有する。このように、電源は、筐体により例えば天候から保護され、遠隔地に設置されるための独立した電源として設置することができる。更に、筐体は、輸送時及び／又は使用時に電源を保護することができる。一例では、筐体は、複合貨物コンテナ（ｉｎｔｅｒｍｏｄａｌ ｆｒｅｉｇｈｔ ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）（通称、輸送コンテナ（ｓｈｉｐｐｉｎｇ ｃｏｎｔａｉｎｅｒ）とも呼ばれる）、例えば２０’（～６ｍ）又は４０’（～１２ｍ）の複合貨物コンテナを含み、及び／又はこのような複合貨物コンテナである。このように、標準的な保管、輸送及び／又は吊り手段を用いて電源を容易に保管、輸送及び／又は設置することができるため、コスト及び／又は煩雑さが低減される。一例では、筐体は、車輪群を含む。このように、電源の輸送が容易となる。一例では、筐体は、吊索用の吊金具又は吊点群、及び／又はフォークリフトポケット群（ｓｅｔ ｏｆ ｆｏｒｋｌｉｆｔ ｐｏｃｋｅｔｓ）を含む。
一例では、電源は、第１の電気出口を介して電気エネルギーを出力する速度に少なくとも部分的に基づいて、第１の加熱器を制御するように構成されたコントローラを含む。このように、水素貯蔵材料から水素を放出する速度を、電力の使用速度に応じて制御することができる。例えば、電力の使用速度が増加すると、加熱器をより更に、例えばより高い温度に加熱して、水素貯蔵材料から水素を放出する速度を増加させることができる。逆に、電力の使用速度（ｒａｔｅ ｏｆ ｕｓａｇｅ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ）が低下すると、加熱器をより少なく、例えばより低い温度に加熱して、水素貯蔵材料から水素を放出する速度を低下させることができる。このように、水素貯蔵材料から水素を放出する速度を電力の使用速度に一致させることにより、余剰電力を回避することができるため、電力の生成効率（ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｏｆ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｐｏｗｅｒ）を向上させることができる。
一例では、コントローラは、第１の電気出口を介して電気エネルギーを出力する予測速度に少なくとも部分的に基づいて、第１の加熱器を制御するように構成される。このように、水素貯蔵材料からの水素の放出を、事前に制御し、例えば、電気エネルギーの予測速度を満たすように増加させることにより、水素の放出の待ち時間（ｌａｔｅｎｃｙ）を短縮することができる。逆に、水素貯蔵材料からの水素の放出を、事前に制御し、例えば電気エネルギーの予測速度を満たすように低下させることにより、余剰電気エネルギーの生成を抑制することができる。一例では、コントローラは、第１の加熱器に関して説明したように、加熱器群を共同で、及び／又は、独立して制御するように構成される。このように、第１の加熱器群の各加熱器を共同で、及び／又は独立して制御することにより、制御の精度を向上させることができる。
一例では、コントローラは、前述したように、第１の電気出口を介して電気エネルギーを出力する予測速度に少なくとも部分的に基づいて、冷却器を制御するように構成される。このように、水素貯蔵材料からの水素の放出を、必要な変更を加えて、第１の加熱器に関して説明したように、事前に制御することができる。
一例では、コントローラは、第１の電気出口を介して電気エネルギーを出力する速度及び／又は予測速度に少なくとも部分的に基づいて、第１の発電機を含む発電機群を制御するように構成される。このように、電気エネルギーの生成速度を電力の使用速度及び／又は予測使用速度に一致させることにより、余剰電力を回避することができるため、電力の生成効率を向上させることができる。
一例では、コントローラは、第１の電気出口を介して電気エネルギーを出力する速度及び／又は予測速度に少なくとも部分的に基づいて、及び／又は、水素貯蔵材料から水素を放出する速度及び／又は予測速度、及び／又は、水素貯蔵材料に貯蔵された水素の量及び／又は電気分解用のエネルギーの入手可能性に基づいて、第１の水素ガス生成器を含む水素ガス生成器群を制御するように構成される。例えば、圧力計及び／又はＭＦＣを用いて、第１の水素貯蔵装置を含む水素貯蔵装置群の圧力及び／又は圧力変化から、及び／又は、水素貯蔵装置群からの水素の質量流量測定値から、水素の放出速度及び／又は貯蔵された水素の量を決定、計算及び／又は測定することができる。このように、水素ガスの生成速度を、電力の使用速度及び／又は予測使用速度及び／又は電気分解用のエネルギーの入手可能性に一致させることにより、電気分解用のエネルギーの入手可能性（ａｖａｉｌａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｅｎｅｒｇｙ ｆｏｒ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｓｉｓ）を利用すると共に余剰電力を回避することができるため、電力の生成効率を向上させることができる。
一例では、コントローラは、例えば、全体的に、第１の電気出口を介して電気エネルギーを出力する速度及び／又は予測速度に少なくとも部分的に基づいて、第１の水素ガス生成器を含む水素ガス生成器群と、第１の加熱器を含む加熱器群と、必要に応じて、第１の加熱器を含む加熱器群を含む加熱器／冷却器群と、第１の発電機を含む発電機群と、を制御するように構成される。これにより、水素ガスの生成、水素の貯蔵、水素の放出及び／又は電力の生成を最適化する。例えば、再生可能資源からのエネルギーの量が増加すれば、特定の水素貯蔵装置からの水素の放出を優先してこれらの水素貯蔵装置を完全に水素を排出させ、水素ガスの電気分解を増加させ、水素が事前に排出されたこれらの水素貯蔵装置に水素を貯蔵することができる。このように、貯蔵された水素の量を最適化すると共に電気分解用のエネルギーの入手可能性を向上させることができる。
一例では、コントローラは、電気エネルギーを出力する予測速度（即ち、予測電力需要）を決定し、例えば計算又は推定するように構成される。例えば、コントローラは、電源のユーザーのエネルギー要求（需要）を学習することにより、例えば、ユーザーのエネルギー使用量に対して機械学習アルゴリズムを適用することにより、電気エネルギーを出力する予測速度を決定することができる。一例では、コントローラは、ユーザーのエネルギー使用量を測定することによりインターネットを介してデータベースから、及び／又はユーザーからユーザーのエネルギー要求を取得するように構成される。
一例では、コントローラは、例えば、以前の使用情報（即ち、履歴データ）、ユーザー入力（即ち、ユーザー要求）及び／又はオンラインデータベース（静的及び／又は動的に更新された情報、即ち、ライブな更新情報（ｓｔａｔｉｃ ａｎｄ／ｏｒ ｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙ ｕｐｄａｔｅｄ ｅ．ｇ． ｌｉｖｅ ｕｐｄａｔｅｓ））から、水素ガスを生成するための電気エネルギーを入力する予測速度を決定、例えば計算又は推定するように構成される。例えば、再生可能資源から水素ガスを生成するための電気エネルギーを取得すれば、コントローラは、緯度、経度及び／又は標高を含む電源及び／又は再生可能資源の位置（即ち、地理的位置）情報、電源及び／又は再生可能資源の各位置での気候情報（即ち、天候パターン）情報、及び／又は、電源及び／又は再生可能資源の各位置に関する天気予報情報から、電気エネルギーを入力する予測速度を決定することができる。一例では、コントローラは、インターネットを介してデータベースから、及び／又はユーザーから、位置情報、気候情報及び／又は天気予報情報を取得するように構成される。
一例では、コントローラは、例えば、フィードバックループを用いて、水素ガスを生成するための電気エネルギーを出力する予測速度及び／又は電気エネルギーを入力する予測速度を繰り返し決定するように構成される。
一例では、コントローラは、例えば、一般化線形モデル（ＧＬＭ）、ランダムフォレスト、ロジスティック回帰、サポートベクターマシン、Ｋ近傍法、決定木、ＡｄａＢｏｏｓｔ、ＸＧＢｏｏｓｔ、畳み込みニューラルネットワークなどのニューラルネットワーク、時系列分類、リカレンスプロット（ｒｅｃｕｒｒｅｎｃｅ ｐｌｏｔ）、線形混合モデル（ｌｉｎｅａｒ ｍｉｘｅｄ ｍｏｄｅｌ）又はこれらの２つ以上の組み合わせを用いて、水素ガスを生成するための電気エネルギーを出力する予測速度及び／又は電気エネルギーを入力する予測速度を決定、例えば計算又は推定するように構成される。ＸＧＢｏｏｓｔ及びＧＬＭが好ましい。例えば、コントローラは、３２×２．４ＧＨｚのプロセッサ及び３２ＧＢのＲＡＭを含むコンピュータ装置を含んでよい。計算は、ＧＬＭ及び／又はＸＧＢｏｏｓｔを用いてＲで実行されてよい。代替的に及び／又は追加的にＫｅｒａｓ、Ｔｈｅａｎｏｓ及び／又はＴｅｎｓｏｒＦｌｏｗを用いてＰｙｔｈｏｎで実行されてもよい。
このように、コントローラは、水素ガスを生成するための電気エネルギーを出力する予測速度及び／又は電気エネルギーを入力する予測速度を決定することにより、「スマートメータリング」（ｓｍａｒｔ ｍｅｔｅｒｉｎｇ）を提供して、例えば、フィードバックループを使用して、水素ガスを生成するための電気エネルギー出力及び／又は電気エネルギー入力の変化に応答して、電源を動的に制御することができる。このように、水素ガスの生成速度を、電力の使用速度及び／又は予測使用速度及び／又は電気分解用のエネルギーの入手可能性に一致させることにより、電気分解用のエネルギーの入手可能性を利用すると共に余剰電力を回避することができるため、電力の生成効率を向上させることができる。
〔方法〕
第２の態様に係る、第１の水素ガス生成器を含む水素ガス生成器群と、第１の水素貯蔵装置を含む水素貯蔵装置群と、必要に応じて、第１の加熱器を含む加熱器群と、第１の発電機を含む発電機群と、コントローラとを含む電源の制御方法において、第１の水素貯蔵装置は、第１の加熱器と必要に応じて熱的に連結された熱伝導性ネットワークを内部に備えた第１の流体入口と第１の流体出口を有する圧力容器を含む。圧力容器は、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料を内部に収容するように配置される。好ましくは、熱伝導性ネットワークは、２次元及び／又は３次元の格子形状、螺旋形状及び／又はフラクタル形状を有する。この方法は、第１の水素ガス生成器により、水素ガスを生成する工程と、第１の水素貯蔵装置により、生成された水素ガスを貯蔵する工程と、貯蔵された水素ガスを少なくとも部分的に放出する工程であって、コントローラにより第１の加熱器を制御して貯蔵された水素ガスを少なくとも部分的に放出することを必要に応じて含む工程と、第１の発電機により、放出された水素ガスを用いて電気エネルギーを生成する工程と、を含む。
第２の態様に係る、第１の水素ガス生成器を含む水素ガス生成器群と、第１の水素貯蔵装置を含む水素貯蔵装置群と、必要に応じて、第１の加熱器を含む加熱器群と、第１の発電機を含む発電機群と、コントローラとを含む電源の制御方法において、第１の水素貯蔵装置は、第１の加熱器と必要に応じて熱的に連結された熱伝導性ネットワークを内部に備えた第１の流体入口と第１の流体出口を有する圧力容器を含む。圧力容器は、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料を内部に収容するように配置される。好ましくは、熱伝導性ネットワークは、２次元及び／又は３次元の格子形状、螺旋形状及び／又はフラクタル形状を有する。この方法は、第１の水素ガス生成器により、水素ガスを生成する工程と、第１の水素貯蔵装置により、生成された水素ガスを貯蔵する工程と、貯蔵された水素ガスを少なくとも部分的に放出する工程であって、コントローラにより第１の加熱器を制御して貯蔵された水素ガスを少なくとも部分的に放出することを必要に応じて含む工程と、第１の発電機により、放出された水素ガスを用いて電気エネルギーを生成する工程と、を含む。
第１の水素ガス生成器を含む第１の水素ガス生成器群、第１の水素貯蔵装置を含む水素貯蔵装置群、第１の加熱器を含む加熱器群、第１の発電機を含む発電機群、コントローラ、圧力容器、第１の流体入口、第１の流体出口、熱伝導性ネットワーク及び／又は水素貯蔵材料は、第１の態様に関して説明した通りであり得る。
一例では、この方法は、コントローラにより、第１の発電機が電気エネルギーを生成する速度に少なくとも部分的に基づいて、第１の加熱器を制御する工程を含む。このように、水素貯蔵材料からの水素の放出を、必要な変更を加えて、第１の態様に関して説明したように、事前に制御することができる。
一例では、この方法は、コントローラにより、第１の発電機が電気エネルギーを生成する予測速度に少なくとも部分的に基づいて、第１の加熱器を制御する工程を含む。このように、水素貯蔵材料からの水素の放出を、必要な変更を加えて、第１の加熱器に関して説明したように、事前に制御することができる。
一例では、この方法は、コントローラにより、第１の発電機が電気エネルギーを生成する速度に少なくとも部分的に基づいて、第１の水素ガス生成器が水素ガスを生成する速度を制御する。このように、水素ガスの生成を、必要な変更を加えて、第１の加熱器に関して説明したように、事前に制御することができる。
一例では、この方法は、コントローラにより、第１の電気出口を介して電気エネルギーを出力する予測速度に少なくとも部分的に基づいて、水素貯蔵材料を冷却するように制御する工程を含む。このように、水素貯蔵材料からの水素の放出を、必要な変更を加えて、第１の加熱器に関して説明したように、事前に制御することができる。
一例では、この方法は、コントローラにより、第１の電気出口を介して電気エネルギーを出力する速度及び／又は予測速度に少なくとも部分的に基づいて、第１の発電機を含む発電機群を制御する工程を含む。このように、第１の態様に関して説明したように、電気エネルギーの生成速度を電力の使用速度及び／又は予測使用速度に一致させることができる。
一例では、この方法は、コントローラにより、第１の電気出口を介して電気エネルギーを出力する速度及び／又は予測速度に少なくとも部分的に基づいて、及び／又は、水素貯蔵材料から水素を放出する速度及び／又は予測速度、及び／又は、水素貯蔵材料に貯蔵された水素の量及び／又は電気分解用のエネルギーの入手可能性に基づいて、第１の水素ガス生成器を含む水素ガス生成器群を制御する工程を含む。このように、第１の態様に関して説明したように、水素ガスの生成速度を電力の使用速度及び／又は予測使用速度及び／又は電気分解用のエネルギーの入手可能性に一致させることができる。
一例では、この方法は、コントローラにより、例えば、全体的に、第１の電気出口を介して電気エネルギーを出力する速度及び／又は予測速度に少なくとも部分的に基づいて、第１の水素ガス生成器を含む水素ガス生成器群と、第１の加熱器を含む加熱器群と、必要に応じて、第１の加熱器を含む加熱器群を含む加熱器／冷却器群と、第１の発電機を含む発電機群と、を制御する工程を含む。これにより、水素ガスの生成、水素の貯蔵、水素の放出及び／又は電力の生成を最適化する。
〔ＣＲＭ〕
第３の態様に係る有形の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体には、プロセッサ及びメモリを含むコンピュータ装置によって実行されると、コンピュータ装置に第２の態様に係る方法を実行させる命令が記録される。
第３の態様に係る有形の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体には、プロセッサ及びメモリを含むコンピュータ装置によって実行されると、コンピュータ装置に第２の態様に係る方法を実行させる命令が記録される。
本発明をよりよく理解し、例示的な実施形態がどのように実施されるかを示すために、以下、添付図面を参照して説明する。
以下の例の少なくともいくつかは、電源及びこのような電源の制御方法を提供する。他の多くの利点及び改善点については、本明細書において詳細に説明する。
図１は、１つの例示的な実施形態に係る電源１００の概略図である。電源装置１００は、第１の電気出口１１０を有し、第１の水素貯蔵装置２００Ａを含む水素貯蔵装置群２００と、必要に応じて、第１の加熱器３００Ａ（図示せず）を含む加熱器群３００（図示せず）と、第１の解除可能な流体入口継手４１０及び／又は第１の解除可能な流体出口継手５１０と、を含む。第１の水素貯蔵装置２００Ａは、第１の加熱器３００Ａと必要に応じて熱的に連結された熱伝導性ネットワーク２４０Ａ（図示せず）を内部に備えた第１の流体入口２１０Ａと第１の流体出口２２０Ａを有する圧力容器２３０Ａを含む。圧力容器２３０Ａは、熱伝導性ネットワーク２４０Ａと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料２５０Ａ（図示せず）を内部に収容するように配置される。第１の流体入口２１０Ａ及び／又は第１の流体出口２２０Ａは、それぞれ第１の解除可能な流体入口継手４１０及び／又は第１の解除可能な流体出口継手５１０Ａと流体連通する。好ましくは、熱伝導性ネットワーク２４０Ａは、２次元及び／又は３次元の格子形状、螺旋形状及び／又はフラクタル形状を有する。
この例では、電源１００は、水素ガスを用いて電気を生成するように構成され、かつ燃料電池と熱機関を含む発電機とからなる群から選択される第１の発電機６００Ａを含む発電機群６００、第１の解除可能な流体出口継手５１０と連結可能な第２の解除可能な流体入口継手４２０、及び／又は第１の電気出口１１０と連結可能な第１の解除可能な電気出口継手を含む。第１の発電機６００Ａは、第２の解除可能な流体入口継手と流体連通する第２の流体入口を含む。この例では、第１の発電機６００Ａは、固体高分子形燃料電池ＰＥＭＦＣ、アルカリ型燃料電池（ａｌｋａｌｉｎｅ ｆｕｅｌ ｃｅｌｌ）ＡＦＣ及びリン酸型燃料電池（ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ ａｃｉｄ ｆｕｅｌ ｃｅｌｌ）ＰＡＦＣからなる群から選択される燃料電池である。
この例では、電源１００は、水素ガスを生成するように構成された第１の水素ガス生成器７００Ａを含む水素ガス生成器群７００、第３の解除可能な流体入口継手４３０、及び／又は第１の解除可能な流体入口継手と連結可能な第２の解除可能な流体出口継手５２０を含む。この例では、第１の水素ガス生成器７００Ａは、アルカリ電解セル及びプロトン交換膜（ＰＥＭ）電解セルからなる群から選択される電解セルを含む。
この例では、電源１００は、第１の電気出口１１０を介して電気エネルギーを出力する速度及び／又は予測速度に少なくとも部分的に基づいて、第１の加熱器３００Ａを制御するように構成されたコントローラ８００（図示せず）を含む。
この例では、電源１００は、水素ガス生成器７００から水素を水素貯蔵装置群２００に圧送することにより水素のために圧力を上昇させるように配置されたポンプ１２０を含む。この例では、電源１００は、水素貯蔵装置群２００を発電機群６００から隔離するように配置された仕切弁（ｇａｔｅ ｖａｌｖｅ）１３０を含む。
使用時、前述したように、仕切弁１３０を閉じ、水素ガス生成器７００で生成された水素を、ポンプ１２０によって水素貯蔵装置群２００に圧送して貯蔵する。貯蔵過程において、前述したように、水素貯蔵材料２５０Ａが放出した熱を、熱伝導性ネットワーク２４０Ａを介して第１の水素貯蔵装置２００Ａから外部に伝達することができる。続いて、前述したように、水素を貯蔵した後、仕切弁１３０を開き、水素貯蔵材料２５０Ａから放出された貯蔵された水素が発電機群６００に移動するとすぐに、放出された水素の化学エネルギーを電気エネルギーに変換して第１の電気出口１１０を介して出力する。水素貯蔵材料２５０Ａから水素を放出する過程において、前述したように、熱伝導性ネットワーク２４０Ａを介して熱を加熱器群３００から水素貯蔵材料２５０Ａに供給する。
図２は、図１の電源のより詳細な概略図である。
使用時、水素ガス生成器群７００により水を電気分解し、電気分解用の電気エネルギーは、太陽光パネル（即ち、再生可能エネルギー源）から得られる。前述したように、生成された水素を乾燥させ、一方向の流れを確保するために逆止弁を介して水素貯蔵装置群２００に導入して貯蔵する。
エアフィルタにより空気（酸化剤（ｏｘｉｄａｎｔ））を濾過し、ポンプ１２０により圧力変換器及び粒子状物質用の微粒子フィルタを介して加湿器（ｈｕｍｉｄｉｆｉｅｒ）に圧送し、ひいては発電機群６００に圧送する。特に、圧力を圧力変換器で記録し、流れを他のフィルタで再濾過する。そして、空気を、固体高分子形燃料電池（ＰＥＭＦＣ）（即ち、発電機群６００）に入る前に加湿する。未使用の水素を水抜き部（ｗａｔｅｒ ｖｅｎｔ）に沿って発電機群６００から排出する。この未使用の水素を粒子状物質のために濾過する。水を排出し、未使用の水素を水素貯蔵装置群２００（図示せず）に送り返す。
図３は、１つの例示的な実施形態に係る方法の概略フロー図である。この方法は、第１の水素ガス生成器を含む水素ガス生成器群と、第１の水素貯蔵装置を含む水素貯蔵装置群と、必要に応じて、第１の加熱器を含む加熱器群と、第１の発電機を含む発電機群と、コントローラとを含む電源の制御方法である。第１の水素貯蔵装置は、第１の加熱器と必要に応じて熱的に連結された熱伝導性ネットワークを内部に備えた第１の流体入口と第１の流体出口を有する圧力容器を含む。圧力容器は、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料を内部に収容するように配置される。好ましくは、熱伝導性ネットワークは、２次元及び／又は３次元の格子形状、螺旋形状及び／又はフラクタル形状を有する。
Ｓ３１では、第１の水素ガス生成器により、水素ガスを生成する。
Ｓ３２では、第１の水素貯蔵装置により、生成された水素ガスを貯蔵する。
Ｓ３３では、貯蔵された水素ガスを少なくとも部分的に放出し、必要に応じて、コントローラにより第１の加熱器を制御して貯蔵された水素ガスを少なくとも部分的に放出する。
Ｓ３４では、第１の発電機により、放出された水素ガスを用いて電気エネルギーを生成する。
この方法は、第１の態様及び／又は第２の態様に関して説明した工程のいずれかを含んでよい。
図４は、図３の方法のより詳細な概略フロー図である。
電源１００は、前述したように、例えば図４に示すようなフィードバック制御ループの下で、出力又は３つのサブシステム（即ち、水素ガス生成器群、水素貯蔵装置群、発電機群）のそれぞれに予想される燃料又は電力を予測と供給するために、前述したように、スマートメータリングを用いてよい。
入力エネルギーデータをユーザーから又はインターネット上の情報のデータベースに由来することができる。スマートメータにより、所望／必要な出力と、提供された情報とを比較することができる。これにより、必要な出力に応じて処理変数（流量、温度、圧力）を変化させるフィードバックループが形成される。
図５は、図３の方法のより詳細な概略フロー図である。
Ｓ５１では、コントローラにより、エネルギーの吸い込み量／使用量を分析する。
Ｓ５２では、コントローラにより、エネルギーの使用割り当て量を設定する。
Ｓ５３では、コントローラにより、エネルギーの使用予定量を設定する。
Ｓ５４では、コントローラにより、エネルギーの配給を監視する。
Ｓ５５では、エネルギーの使用量が割り当て量の９０％に近づくと、コントローラにより警報を出す。
スマートメータリングシステムにより、ユーザー及び／又は他の供給データから使用統計を取得することができる。そして、エネルギー使用量の予想される見積もりを設定する。続いて、電力要求（需要）予定量に合わせて処理を行う。また、システムは、フィードバックシステムに応じてエネルギー使用量を監視する。エネルギーが予想される量の９０％に近づくと、動作が実行される。
通信プロトコルは、ＺｉｇＢｅｅ、ＧＰＲＳ／ＧＳＭ、Ｗｉ－Ｆｉ又はＰＬＣであってよい。この通信プロトコルは、必要に応じて各特注のシステム（ｔａｉｌｏｒｅｄ ｔｏ ｅａｃｈ ｂｅｓｐｏｋｅ ｓｙｓｔｅｍ）に合わせたものである。代替的に、ＰＬＣ規格は、関連する規格に従って適切なシステムを配置して全体で使用できる。
〔実施例１〕水素貯蔵装置
図６のＡは、１つの例示的な実施形態に係る電源１００の水素貯蔵装置２００の軸方向断面概略図である。図６のＢ～図６のＤは、図６のＡの水素貯蔵装置２００の横断面概略図である。
図６のＡは、１つの例示的な実施形態に係る電源１００の水素貯蔵装置２００の軸方向断面概略図である。図６のＢ～図６のＤは、図６のＡの水素貯蔵装置２００の横断面概略図である。
図６は、電源１００の水素貯蔵装置２００を示している。水素貯蔵装置２００は、圧力容器を構成する、中空の金属円筒（外側円筒状容器壁（ｏｕｔｅｒ ｃｙｌｉｎｄｒｉｃａｌ ｖｅｓｓｅｌ ｗａｌｌ）（１））と、２つの金属製のエンドキャップ（２）と、を含む。この容器の内部には、水素化可能な金属／金属合金（ｈｙｄｒｉｄｅａｂｌｅ ｍｅｔａｌ／ｍｅｔａｌ ａｌｌｏｙ）（５）、金属発泡体（図示せず）と接触するアルミニウムフラクタル（ｆｒａｃｔａｌ）構造（４）がある。両方のエンドキャップ（２）は、複数のペルチェ素子（ｐｅｌｔｉｅｒ ｄｅｖｉｃｅｓ）（６）及びヒート／コールドシンク（７）を設置するための内部空洞を含む。外側円筒状容器壁（１）には、加熱／冷却ガス（空気）がキャップの内部空洞にアクセスして熱を追加／除去することを可能にする３つのガス入口（１０）と３つのガス出口（１１）とがある。外側円筒状容器壁（１）には、電子的な入出口ポイント（ｅｎｔｒｙ／ｅｘｉｔ ｐｏｉｎｔ）（１２）もある。１つのエンドキャップには、圧力容器へのアクセスを可能にする４つのポート（孔）が含まれ、この４つのポート（孔）は、水素ガス入口（８）、水素ガス出口（９）、圧力センサー接続部（１５）、温度センサー接続部（１４）である。エンドキャップは、所定の位置に保持され、スレッドとＯリングの配置（３）によってシールを形成する。圧力容器へのアクセスを容易にするためにエンドキャップを取り外すことができる。エンドキャップは、それらの内部に、加熱／冷却ガス格納容器へのアクセスを容易にするために取り外すことができるカバー（１３）を有する。つまり、水素貯蔵装置２００は、上記第１の加熱器と必要に応じて熱的に連結された熱伝導性ネットワークを内部に備えた第１の流体入口８と第１の流体出口９を有する圧力容器１を含む。圧力容器１は、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料（図示せず）を内部に収容するように配置される。第１の流体入口８及び／又は第１の流体出口９は、それぞれ第１の解除可能な流体入口継手（図示せず）及び／又は第１の解除可能な流体出口継手（図示せず）と流体連通する。好ましくは、熱伝導性ネットワーク４は、２次元及び／又は３次元の格子形状、螺旋形状及び／又はフラクタル形状を有する。
〔実施例２〕熱伝導性ネットワークの構造形状
図７Ａ～図７Ｃは、１つの例示的な実施形態に係る電源の水素貯蔵装置の熱伝導性ネットワークを概略的に示す図である。
図７Ａ～図７Ｃは、１つの例示的な実施形態に係る電源の水素貯蔵装置の熱伝導性ネットワークを概略的に示す図である。
図７Ａ～図７Ｃは、水素貯蔵装置２００の熱伝導性ネットワークに関して、（Ａ）ゴスパー島、（Ｂ）「雪片」デザイン、（Ｃ）コッホ雪片という３つの代替的なフラクタルネットワークを示している。２Ｄの径方向に対称なフラクタルパターンは軸方向に延びている。フラクタルネットワークの軸方向断面図、中点径方向断面図及び斜視図が示されている。
〔実施例３〕金属発泡体
図８Ａは、１つの例示的な実施形態に係る電源の水素貯蔵装置の発泡体の写真であり、図８Ｂは、１つの例示的な実施形態に係る電源の水素貯蔵装置のより詳細な概略図である。
図８Ａは、１つの例示的な実施形態に係る電源の水素貯蔵装置の発泡体の写真であり、図８Ｂは、１つの例示的な実施形態に係る電源の水素貯蔵装置のより詳細な概略図である。
図８Ａは、金属発泡体、特にアルミニウム発泡体の空隙（即ち、開放空間）の写真を示している。アルミニウム発泡体は、母合金の９９％の純度を保持する６１０１アルミニウム合金から製造されたものである。発泡体は、セル（即ち、細孔（ｐｏｒｅｓ））が開口し、十二面体形状を有する網状の構造を有している。発泡体は、嵩密度（ｂｕｌｋ ｄｅｎｓｉｔｙ）が０．２ｇ／ｃｍ３であり、気孔率が９３％であり、気孔率が約８孔／ｃｍである。
図８Ｂは、熱伝導性ネットワークと熱的に連結された金属発泡体中に含まれ、及び／又は金属発泡体と接触する金属水素化物粉末を概略的に示している。
〔実施例４〕水素貯蔵装置のコンパクト設計
図９Ａは、１つの例示的な実施形態に係る電源の水素貯蔵装置２００’の平面図であり、図９Ｂは、図９Ａの水素貯蔵装置２００’の側面断面図である。
図９Ａは、１つの例示的な実施形態に係る電源の水素貯蔵装置２００’の平面図であり、図９Ｂは、図９Ａの水素貯蔵装置２００’の側面断面図である。
図９Ａ及び図９Ｂは、水素貯蔵装置２００’のコンパクトな設計を概略的に示している。水素貯蔵装置２００’は、四角板状（ｓｑｕａｒｅ－ｐｌａｎａｒ）の蓋（２）を備えた直方体状（ｃｕｂｏｉｄ－ｂａｓｅｄ）の格納容器（１）で形成された水素ガス格納容器を含む。蓋（２）は、４つの軸方向コーナーネジを用いてネジ固定部（ｓｃｒｅｗ ｆｉｘｉｎｇｓ）（７）に固定され、容器（１）と蓋（２）との間に配置されたＯリング（３）で密閉されている。水素格納容器は、その内部に水素化可能な金属／金属合金（５）と、金属発泡体（図示せず）とを有する。１つの面には、熱を径方向に分散するように機能する、偏平な正方形のフラクタル形状を有する熱伝導性ネットワーク（４）がある。熱伝導性ネットワーク（４）及び容器（１）の外部と熱的に連結されたペルチェ素子（６）は、加熱器／冷却器として機能する。蓋（２）及び熱伝導性ネットワーク（４）を貫通するように位置する２つの孔（８）、（９）は、それぞれ水素ガス入口（８）及び水素ガス出口（９）として機能する。つまり、水素貯蔵装置２００’は、第１の加熱器と必要に応じて熱的に連結された熱伝導性ネットワークを内部に備えた第１の流体入口８と第１の流体出口９を有する圧力容器１を含み、圧力容器１は、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料（図示せず）を内部に収容するように配置される。第１の流体入口８及び／又は第１の流体出口９は、それぞれ第１の解除可能な流体入口継手（図示せず）及び／又は第１の解除可能な流体出口継手（図示せず）と流体連通する。好ましくは、熱伝導性ネットワーク４は、２次元及び／又は３次元の格子形状、螺旋形状及び／又はフラクタル形状を有する。
図１０は、１つの例示的な実施形態に係る電源の水素貯蔵装置２００’’のＣＡＤ破断斜視図である。図１１は、図１０の水素貯蔵装置２００’’のＣＡＤ軸方向断面図である。図１２は、図１０の水素貯蔵装置２００’’のＣＡＤ径方向断面図である。水素貯蔵装置２００’’は、第１の加熱器（図示せず）と必要に応じて熱的に連結された熱伝導性ネットワーク２０４’’を内部に備えた第１の流体入口２０８’’と第１の流体出口２０９’’を有する圧力容器２０１’’を含む。圧力容器２０１’’は、熱伝導性ネットワーク２０４’’と少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料（図示せず）を内部に収容するように配置される。第１の流体入口２０８’’及び／又は第１の流体出口２０９’’は、それぞれ第１の解除可能な流体入口継手（図示せず）及び／又は第１の解除可能な流体出口継手（図示せず）と流体連通する。好ましくは、熱伝導性ネットワーク２０４’’は、２次元及び／又は３次元の格子形状、螺旋形状及び／又はフラクタル形状を有する。
この例では、圧力容器２０１’’は、一般的に略円筒状であり、一般的に皿状に形成された第１の端部（ｄｉｓｈｅｄ ｆｉｒｓｔ ｅｎｄ）と、第１の端部と対向するネック加工された第２の端部（ｎｅｃｋｅｄ ｓｅｃｏｎｄ ｅｎｄ）とを有し、第１の流体入口２０８’’及び第１の流体出口２０９’’の両方を形成する単独の開口部を有する。換言すれば、圧力容器２０１’’は、ボトル形状である。圧力容器２０１’’の内壁部２０１Ｉ’’は、第１の加熱器２０６’’（図示せず）を収容するように配置された軸方向円筒状で長尺状の盲通路２１０’’（ｂｌｉｎｄ ｐａｓｓａｇｅｗａｙ）を形成している。この盲通路２１０’’は、第１の端部から第２の端部に向かって延び、かつ圧力容器２０１’’の外壁部２０１Ｏ’’と同軸である。第１の端部の第２の盲通路は、熱電対（図示せず）を収容するように配置されている。
この例では、熱伝導性ネットワーク２０４’’は、３次元の格子形状を有している。この熱伝導性ネットワーク２０４’’において、一般的に、各ノードは、４つのアームにより、軸方向に隣接する先行層（ｐｒｅｃｅｄｉｎｇ ｌａｙｅｒ）中の他の４つのノードにそれぞれ接続される。このように、一般的に、各ノードは、８つのアームにより、軸方向に隣接する先行層中の４つのノード及び軸方向に隣接する先行層中の４つのノードの他の８つのノードに接続される。内壁部２０１Ｉ’’と外壁部２０１Ｏ’’の近接するノードは、同様にそれぞれ内壁部２０１Ｉ’’と外壁部２０１Ｏ’’に接続される。一例では、格子形状の有効密度（格子体積比（ｌａｔｔｉｃｅ ｖｏｌｕｍｅ ｒａｔｉｏ）とも呼ばれる）は、１次元、２次元又は３次元（即ち、互いに直交する次元）で均一である。この例では、格子形状の有効密度は、第１の次元、特に軸方向に均一であり、かつ互いに直交する第２の次元及び第３の次元、特に径方向に不均一である。特に、有効密度が径方向外向きに減少する。このように、熱が通路４１０、ひいては第１の加熱器の近くでより速く伝達される。この例では、熱伝導性ネットワーク４０４は、アルミニウム合金で形成される。代替的に、熱伝導性ネットワーク４０４は、前述したように、銅、黄銅合金又は青銅合金などの銅の各合金、及び／又はステンレス鋼で形成されてもよい。
図１３は、図１０の水素貯蔵装置２００’’の代替的なＣＡＤ径方向断面図である。この例では、格子形状のノード密度（即ち、単位体積あたりのノード数）は、一般的に、必要な変更を加えて、図１２の格子形状のノード密度と同様である。しかし、図１２の格子形状のノード密度より比較的に低い。アームの断面積は、図１２のアームの断面積よりも比較的に大きい。
図１４は、１つの例示的な実施形態に係る電源の水素貯蔵装置の第１の加熱器２０６’’のＣＡＤ斜視図である。この例では、第１の加熱器２０６’’は、通路２１０’’に収容されている長尺状のカートリッジヒーターである。第１の加熱器２０６’’と圧力容器２０１’’の内壁部２０１Ｉ’’との熱的連結を改善するために、第１の加熱器２０６’’を通路２１０’’に押し込んでもよい。追加的及び／又は代替的に、例えば、導電性ペースト又ははんだを用いて第１の加熱器２０６’’を内壁部２０１Ｉ’’と熱的に接合してもよい。
図１５は、１つの例示的な実施形態に係る電源の水素貯蔵装置の第１の加熱器２０６’’’、特にワトロー社から入手可能なファイヤーロッド・カートリッジヒーターの破断斜視図である。
図１６は、１つの例示的な実施形態に係る電源の水素貯蔵装置の第１の加熱器２０６’’’’、特にワトロー社から入手可能なファイヤーロッド・カートリッジヒーター（部品番号Ｇ１０Ａ３１、長さ１０インチ、直径３／８インチ、６００Ｗ（２４０Ｖ））の破断斜視図である。第１の加熱器５０６のメトリックは、第１の加熱器２０６’’’と同等である。
図１７Ａは、１つの例示的な実施形態に係る電源の水素貯蔵装置２００の破断斜視図である。水素貯蔵装置２００は、第１の加熱器３００Ａと熱的に連結された熱伝導性ネットワーク２４０を内部に備えた第１の流体入口２１０と第１の流体出口２２０を有する圧力容器２３０を含む。圧力容器２３０は、熱伝導性ネットワーク２４０と少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料（図示せず）を内部に収容するように配置される。第１の流体入口２１０及び／又は第１の流体出口２２０は、それぞれ第１の解除可能な流体入口継手（図示せず）及び／又は第１の解除可能な流体出口継手（図示せず）と流体連通する。熱伝導性ネットワーク２４０は、３次元の格子形状を有する。
この例では、圧力容器２３０は、一般的に略円筒状であり、一般的に皿状に形成された第１の端部と、第１の端部と対向するネック加工された第２の端部とを有し、第１の流体入口２１０及び第１の流体出口２２０の両方を形成する単独の開口部を有する。換言すれば、圧力容器２３０は、缶状である。圧力容器２３０の内壁部２３０Ｉは、加熱器群３００の第２の加熱器３００Ｂ（図示せず）、特にカートリッジヒーター（図示せず）を必要に応じて収容するように配置された軸方向円筒状で長尺状の盲通路Ｐを形成している。この盲通路Ｐは、第１の端部から第２の端部に向かって延び、かつ圧力容器２３０の外壁部２３０Ｏと同軸である。第２の端部の盲通路は、熱電対（ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｓ）ＴＣを収容するように配置されている。この例では、第１の加熱器３００Ａは、例えば、加熱器と連結された燃料電池からの排熱を使用して加熱される還流型加熱器によって構成され、入口３１０及び出口３２０を有しかつ熱伝導性ネットワーク２０と熱的に接触する二重螺旋加熱管（ｄｏｕｂｌｅ ｈｅｌｉｘ ｈｅａｔｉｎｇ ｔｕｂｅ）３５０を含む。この熱伝導性ネットワーク２０は、加熱管３５０の内側螺旋３５０Ｉと外側螺旋３５０Ｏの間に配置されている。二重螺旋加熱管３５０は、第２の端部から第１の端部に向かって延び、圧力容器２３０の外壁部２３０Ｏと同軸である。二重螺旋加熱管３５０の内側螺旋３５０Ｉ及び外側螺旋３５０Ｏは、それぞれ、圧力容器２３０の内壁部２３０Ｉ及び外壁部２３０Ｏと直接的に熱的に接触する。圧力計ＰＧは第２の端部に設置される第２の端部は、メカニカルファスナを用いて圧力容器２３０に機械的に解除可能に連結されている。
この例では、熱伝導性ネットワーク２４０は、３次元の格子形状を有している。この熱伝導性ネットワーク２４０において、一般的に、各ノードは、４つのアームにより、軸方向に隣接する先行層中の他の４つのノードにそれぞれ接続される。このように、一般的に、各ノードは、８つのアームにより、軸方向に隣接する先行層中の４つのノード及び軸方向に隣接する先行層中の４つのノードの他の８つのノードに接続される。加熱管３５０の内側螺旋３５０Ｉ及び外側螺旋３５０Ｏの近位のノードは、内側螺旋３５０Ｉ及び外側螺旋３５０Ｏと互いに熱的に接触している。この例では、格子形状の有効密度は、第１の次元、特に軸方向に均一であり、かつ互いに直交する第２の次元及び第３の次元、特に径方向に不均一である。この例では、熱伝導性ネットワーク２４０は、少なくとも９０％の気孔率（ｐｏｒｏｓｉｔｙ）を有する。この例では、熱伝導性ネットワーク２４０は、アルミニウム合金で形成される。この例では、熱伝導性ネットワーク２４０は、円環状を有する内側部２４０Ｉと外側部２４０Ｏとを有する。外側部２４０Ｏは、二重螺旋加熱管３５０の内側螺旋３５０Ｉ及び外側螺旋３５０Ｏと熱的に接触するようにそれらの間に収容される。内側部２４０Ｉは、内側螺旋３５０Ｉと熱的に接触するようにその内側に収容される。
図１７Ｂは、従来の水素貯蔵装置２００の破断斜視分解図である。図１７Ａの水素貯蔵装置２００に比べて、図１７Ｂの水素貯蔵装置２００の熱伝導性ネットワーク２４０は、内側部２４０Ｉ、中間部２４０Ｍ及び外側部２４０Ｏを含む。内側部２４０Ｉは円筒状であり、中間部２４０Ｍ及び外側部２４０Ｏは円環状である。外側部２４０Ｏは、二重螺旋加熱管３５０の外側螺旋３５０Ｏと熱的に接触するようにその外側に収容される。中間部２４０Ｍは、内側螺旋３５０Ｉ及び外側螺旋３５０Ｏと熱的に接触するようにそれらの間に収容される。内側部２４０Ｉは、内側螺旋３５０Ｉと熱的に接触するようにその内側に収容される。
図１４は、１つの例示的な実施形態に係る電源の水素貯蔵装置の破断斜視図である。水素貯蔵装置２００は、図１７Ａ及び図１７Ｂの水素貯蔵装置２００に関して概略的に説明した通りであり、同一の符号は同一の特徴を示す。
図１７Ａ及び図１７Ｂの水素貯蔵装置２００に比べて、この水素貯蔵装置２００は、図１７Ａ及び図１７Ｂの圧力容器２３０の内壁部２３０Ｉを含まず、かつ熱電対を収容するための第２の端部の盲通路を含まない。図１７Ａ及び図１７Ｂの水素貯蔵装置２００に比べて、この熱伝導性ネットワーク２４０は円筒状であり、圧力容器２３０の外壁部２３０Ｏと熱的に接触するように収容される。図１７Ａ及び図１７Ｂの水素貯蔵装置２００に比べて、二重螺旋加熱管３５０の内側螺旋３５０Ｉ及び外側螺旋３５０Ｏは、熱伝導性ネットワーク２４０内に組み込まれる。したがって、二重螺旋加熱管３５０の内側螺旋３５０Ｉ及び外側螺旋３５０Ｏは、熱伝導性ネットワーク２４０を介して、互いに離間し、かつそれぞれ圧力容器２３０の外壁部２３０Ｏのみと間接的に熱的に接触する。この例では、水素貯蔵装置２００は、水素貯蔵材料を一軸的に圧縮して（ｕｎｉａｘｉａｌｌｙ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｎｇ）熱伝導性ネットワークとの熱的接触を改善するために、第１の端部の近位で圧力容器２３０に内蔵されたベッド圧縮円盤（ｂｅｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｄｉｓｃ）２３１と、ベッド圧縮円盤２３１と機械的に連結され、かつ第１の端部を通って延びるベッド圧縮円盤ボルト（ｂｅｄ ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ ｄｉｓｃ ｂｏｌｔ）２３２と、を含む。Ｏリング２３３が外壁部２３０Ｏに配置されて圧縮時の水素貯蔵材料の損失を防止する。
図１９Ａは、１つの例示的な実施形態に係る電源の水素貯蔵装置２００のより詳細なＣＡＤ部分破断斜視図である。図１９Ｂは、水素貯蔵装置２００のより詳細なＣＡＤ縦方向断面図である。図１９Ｃは、熱伝導性ネットワークのより詳細なＣＡＤ斜視図である。
水素貯蔵装置２００は、第１の加熱器３００Ａと熱的に連結された熱伝導性ネットワーク２４０を内部に備えた第１の流体入口２１０と第１の流体出口２２０を有する圧力容器２３０を含む。圧力容器２３０は、熱伝導性ネットワーク２４０と少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料（図示せず）を内部に収容するように配置される。第１の流体入口２１０及び／又は第１の流体出口２２０は、それぞれ第１の解除可能な流体入口継手（図示せず）及び／又は第１の解除可能な流体出口継手（図示せず）と流体連通する。熱伝導性ネットワーク２４０は、３次元の格子形状を有する。この例では、水素貯蔵材料は、液体有機水素キャリアＬＯＨＣを含み、及び／又は液体有機水素キャリアＬＯＨＣである。この例では、水素貯蔵装置２００は、動的な（ｄｙｎａｍｉｃ）水素貯蔵装置２００である。この例では、第１の流体入口２１０及び第１の流体出口２２０を第１の容器２３０の対向する端部において互いに離間させることにより、例えば、熱伝導性ネットワーク２４０の空隙を介して、第１の流体入口２１０と第１の流体出口２２０との間に水素貯蔵材料及び／又は水素を流す経路を少なくとも部分的に区画することができる。この例では、第１の流体入口２１０及び第１の流体出口２２０は、解除可能な継手を備えることにより、例えば、対応する継手を例えば繰り返し、連結して、切り離すことができる。この例では、格子形状は、ブラベ格子（Ｂｒａｖａｉｓ ｌａｔｔｉｃｅ）であり、特に立方格子であり、具体的に単純立方格子である。この例では、熱伝導アームの断面寸法（例えば、直径又は幅）は、約０．５ｍｍである。この例では、熱伝導性ネットワーク２４０は、第１の容器２３０の少なくとも９０体積％で第１の容器２３０の内部容積を部分的に充填する。この例では、熱伝導性ネットワーク２４０は、例えば、その表面上及び／又はその中に提供されたＬＯＨＣ水素化及び／又は脱水素化触媒を含む。この例では、熱伝導性ネットワーク２４０の気孔率は、熱伝導性ネットワーク２４０の７５体積％～９５体積％の範囲内である。この例では、熱伝導性ネットワーク２４０の比表面積は、１ｍ－１～１０ｍ－１の範囲内であり、特に７ｍ－１である。この例では、熱伝導性ネットワーク２４０は、例えば、その表面上及び／又はその中に提供されたＬＯＨＣ水素化及び／又は脱水素化触媒を含む。この例では、第１の加熱器は、水素貯蔵材料を１５０℃～３００℃の範囲の温度に加熱するように配置される。この例では、水素貯蔵装置２００は、水素貯蔵材料を第１の容器２３０に流すように配置されたポンプ（図示せず）を備える。この例では、水素貯蔵装置２００は、反応器である。
一般的には、第１の容器２３０は、（脱水素化のために約２６０℃の温度で約２ｂａｒの動作圧力に耐えるために）Ｔｉ合金で形成された長尺状の円筒であり、かつ第１の加熱器、特にジュールカートリッジヒーターに用いられ第１の容器２３０を通って延びるボアを有する。第１の流体入口２１０及び第１の流体出口２２０には、スウェージロック社製の解除可能な継手が設置される。特定の用途に合わせるために、第１の流体入口２１０は第１の容器の軸線に対して鋭角に配置され、第１の流体出口は軸線と平行に配置される。
〔概要〕
電源及びその電源を制御する方法が提供される。この電源は、第１の電気出口を有し、第１の水素貯蔵装置を含む水素貯蔵装置群と、必要に応じて、第１の加熱器を含む加熱器群と、第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手と、を含む。第１の水素貯蔵装置は、第１の加熱器と必要に応じて熱的に連結された熱伝導性ネットワークを内部に備えた第１の流体入口と第１の流体出口を有する圧力容器を含む。圧力容器は、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料を内部に収容するように配置される。第１の流体入口及び／又は第１の流体出口は、それぞれ第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手と流体連通する。好ましくは、熱伝導性ネットワークは、２次元及び／又は３次元の格子形状、螺旋形状及び／又はフラクタル形状を有する。このように、この電源は、水素貯蔵材料に貯蔵された水素から得られる、モジュール化及び／又は拡縮可能な電力供給源を提供する。特に、水素貯蔵材料に貯蔵された水素を、例えば、第１の加熱器により熱伝導性ネットワークを介して加熱することによって放出することができる。その後に、放出された水素の化学エネルギーを、発電機を介して少なくとも部分的に電気エネルギーに変換することができる。更に、第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手により、電源のモジュール性及び／又は拡縮可能性が提供される。例えば、第１の解除可能な流体入口継手を連結してから再連結することにより、異なる容量、入手可能性及び／又は特性を有する異なる水素ガス生成器を水素貯蔵装置群と連結することができる。例えば、第１の解除可能な流体出口継手を連結してから再連結することにより、異なる容量、効率、入手可能性及び／又は特性を有する燃料電池及び／又は従来の燃焼発電機などの異なる発電機を、水素貯蔵装置群と連結することができる。このように、電源は、予想される使用量及び／又は需要に応じて、特定の電力出力、例えば、電源のピーク電力出力、総容量及び／又は持続時間のために効率的に構成できる。
電源及びその電源を制御する方法が提供される。この電源は、第１の電気出口を有し、第１の水素貯蔵装置を含む水素貯蔵装置群と、必要に応じて、第１の加熱器を含む加熱器群と、第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手と、を含む。第１の水素貯蔵装置は、第１の加熱器と必要に応じて熱的に連結された熱伝導性ネットワークを内部に備えた第１の流体入口と第１の流体出口を有する圧力容器を含む。圧力容器は、熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料を内部に収容するように配置される。第１の流体入口及び／又は第１の流体出口は、それぞれ第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手と流体連通する。好ましくは、熱伝導性ネットワークは、２次元及び／又は３次元の格子形状、螺旋形状及び／又はフラクタル形状を有する。このように、この電源は、水素貯蔵材料に貯蔵された水素から得られる、モジュール化及び／又は拡縮可能な電力供給源を提供する。特に、水素貯蔵材料に貯蔵された水素を、例えば、第１の加熱器により熱伝導性ネットワークを介して加熱することによって放出することができる。その後に、放出された水素の化学エネルギーを、発電機を介して少なくとも部分的に電気エネルギーに変換することができる。更に、第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手により、電源のモジュール性及び／又は拡縮可能性が提供される。例えば、第１の解除可能な流体入口継手を連結してから再連結することにより、異なる容量、入手可能性及び／又は特性を有する異なる水素ガス生成器を水素貯蔵装置群と連結することができる。例えば、第１の解除可能な流体出口継手を連結してから再連結することにより、異なる容量、効率、入手可能性及び／又は特性を有する燃料電池及び／又は従来の燃焼発電機などの異なる発電機を、水素貯蔵装置群と連結することができる。このように、電源は、予想される使用量及び／又は需要に応じて、特定の電力出力、例えば、電源のピーク電力出力、総容量及び／又は持続時間のために効率的に構成できる。
〔定義〕
本明細書に記載された例示的な実施形態の少なくとも一部は、専用の特定目的向け（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｓｐｅｃｉａｌ－ｐｕｒｐｏｓｅ）ハードウェアを用いて部分的又は全体的に構成されてよい。本明細書において用いられる「部品」、「モジュール」、「ユニット」などの用語は、特定のタスクを実行するか又は関連する機能を提供する、個別又は統合部品の形態の電気回路などのハードウェアデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）（ＡＳＩＣ）を含んでよいが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、記載された要素は、実体的な、永続的な、アドレス可能（ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ）な記憶媒体上に存在するように構成されてよく、そして１つ以上のプロセッサ回路上で実行するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、これらの機能要素は、一例として、ソフトウェア部品、オブジェクト指向ソフトウェア部品、クラス部品、タスク部品などの部品、処理、機能、属性、手順、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバ、ファームウェア、マイクロコード、電気回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ及び変数（ｖａｒｉａｂｌｅｓ）を含む。
本明細書に記載された例示的な実施形態の少なくとも一部は、専用の特定目的向け（ｄｅｄｉｃａｔｅｄ ｓｐｅｃｉａｌ－ｐｕｒｐｏｓｅ）ハードウェアを用いて部分的又は全体的に構成されてよい。本明細書において用いられる「部品」、「モジュール」、「ユニット」などの用語は、特定のタスクを実行するか又は関連する機能を提供する、個別又は統合部品の形態の電気回路などのハードウェアデバイス、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）又は特定用途向け集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）（ＡＳＩＣ）を含んでよいが、これらに限定されない。いくつかの実施形態では、記載された要素は、実体的な、永続的な、アドレス可能（ａｄｄｒｅｓｓａｂｌｅ）な記憶媒体上に存在するように構成されてよく、そして１つ以上のプロセッサ回路上で実行するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、これらの機能要素は、一例として、ソフトウェア部品、オブジェクト指向ソフトウェア部品、クラス部品、タスク部品などの部品、処理、機能、属性、手順、サブルーチン、プログラムコードのセグメント、ドライバ、ファームウェア、マイクロコード、電気回路、データ、データベース、データ構造、テーブル、アレイ及び変数（ｖａｒｉａｂｌｅｓ）を含む。
本明細書において説明した部品、モジュール及びユニットを参照して例示的な実施形態を説明した。しかし、このような機能要素は、より少ない要素を組み合わせられ、又は追加の要素に分離してもよい。本明細書において必要に応じた機能の様々な組み合わせが説明されている。説明された特徴は、任意の適切な組み合わせで組み合わせることができることが理解されるであろう。特に、任意の１つの例示的な実施形態の特徴は、組み合わせが相互に排他的である場合を除いて、他の任意の実施形態の特徴と適宜組み合わせることができる。本明細書において、「含み」（“ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ”）又は「含む」（“ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ”）という用語は、指定された部品を含むことを意味する場合があるが、他の部品の存在を除外することを意図するものではない。
いくつかの例示的な実施形態が示され、説明されたが、添付の特許請求の範囲で定義されるように、本発明の範囲から逸脱することなく様々な変更及び修正を行うことができることが当業者によって理解されるであろう。
Claims (16)
- 第１の電気出口を有する電源であって、
第１の水素貯蔵装置を含む水素貯蔵装置群と、必要に応じて、第１の加熱器を含む加熱器群と、第１の解除可能な流体入口継手及び／又は第１の解除可能な流体出口継手と、を含み、
前記第１の水素貯蔵装置は、前記第１の加熱器と必要に応じて熱的に連結された熱伝導性ネットワークを内部に備えた第１の流体入口と第１の流体出口を有する圧力容器を含み、前記圧力容器は、前記熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料を内部に収容するように配置され、前記第１の流体入口及び／又は前記第１の流体出口は、それぞれ前記第１の解除可能な流体入口継手及び／又は前記第１の解除可能な流体出口継手と流体連通し、好ましくは、前記熱伝導性ネットワークは、２次元及び／又は３次元の格子形状、螺旋形状及び／又はフラクタル形状を有する、電源。 - 水素ガスを用いて電気を生成するように構成され、かつ燃料電池と熱機関を含む発電機とからなる群から選択される第１の発電機を含む発電機群、前記第１の解除可能な流体出口継手と連結可能な第２の解除可能な流体入口継手、及び／又は前記第１の電気出口と連結可能な第１の解除可能な電気出口継手を含み、
前記第１の発電機は、前記第２の解除可能な流体入口継手と流体連通する第２の流体入口を含む、請求項１に記載の電源。 - 前記第１の発電機は、固体高分子形燃料電池（ＰＥＭＦＣ）、アルカリ型燃料電池（ＡＦＣ）及びリン酸型燃料電池（ＰＡＦＣ）からなる群から選択される燃料電池である、請求項２に記載の電源。
- 水素ガスを生成するように構成された第１の水素ガス生成器を含む水素ガス生成器群、第３の解除可能な流体入口継手、及び／又は前記第１の解除可能な流体入口継手と連結可能な第２の解除可能な流体出口継手を含む、請求項１～３のいずれかに記載の電源。
- 前記第１の水素ガス生成器は、アルカリ電解セル及びプロトン交換膜（ＰＥＭ）電解セルからなる群から選択される電解セルを含む、請求項４に記載の電源。
- 前記第１の水素ガス生成器と連結可能な第１の電気入口を有し、及び／又は前記第１の電気出口は、前記第１の水素ガス生成器と連結可能である、請求項３～５のいずれかに記載の電源。
- 前記第１の水素ガス生成器と、前記第１の水素貯蔵装置と、前記第１の発電機とが互いに切り離される第１の配置と、
前記第１の水素ガス生成器と前記第１の発電機とが前記第１の水素貯蔵装置を介して流体的に連結される第２の配置と、になるように配置可能である、請求項１～６のいずれかに記載の電源。 - 第１の壁を含む壁群を含む筐体を含み、前記第１の壁は、前記水素貯蔵装置群を収容するように配置され、かつ前記第１の壁を通る前記第１の電気出口を有する、請求項１～７のいずれかに記載の電源。
- 前記第１の電気出口を介して電気エネルギーを出力する速度に少なくとも部分的に基づいて、前記第１の加熱器を制御するように構成されたコントローラを含む、請求項１～８のいずれかに記載の電源。
- 前記コントローラは、前記第１の電気出口を介して出力される電気エネルギーの予測速度に少なくとも部分的に基づいて、前記第１の加熱器を制御するように構成される、請求項９に記載の電源。
- 前記第１の水素貯蔵装置は、水素貯蔵材料を含み、前記水素貯蔵材料は、固体水素化物及び／又は液体有機水素キャリア（ＬＯＨＣ）を含み、及び／又は固体水素化物及び／又は液体有機水素キャリア（ＬＯＨＣ）である、請求項１～１０のいずれかに記載の電源。
- 第１の水素ガス生成器を含む水素ガス生成器群と、第１の水素貯蔵装置を含む水素貯蔵装置群と、必要に応じて、第１の加熱器を含む加熱器群と、第１の発電機を含む発電機群と、コントローラとを含む電源を制御する方法であって、
前記第１の水素貯蔵装置は、前記第１の加熱器と必要に応じて熱的に連結された熱伝導性ネットワークを内部に備えた第１の流体入口と第１の流体出口を有する圧力容器を含み、前記圧力容器は、前記熱伝導性ネットワークと少なくとも部分的に熱的に接触する水素貯蔵材料を内部に収容するように配置され、好ましくは、前記熱伝導性ネットワークは、２次元及び／又は３次元の格子形状及び／又はフラクタル形状を有し、
前記方法は、
前記第１の水素ガス生成器により、水素ガスを生成する工程と、
前記第１の水素貯蔵装置により、生成された前記水素ガスを貯蔵する工程と、
前記貯蔵された水素ガスを少なくとも部分的に放出する工程であって、前記コントローラにより前記第１の加熱器を制御して貯蔵された前記水素ガスを少なくとも部分的に放出することを必要に応じて含む工程と、
前記第１の発電機により、放出された前記水素ガスを用いて電気エネルギーを生成する工程と、を含む、方法。 - 前記コントローラにより、前記第１の発電機が電気エネルギーを生成する速度に少なくとも部分的に基づいて、前記第１の加熱器を制御する工程を含む、請求項１２に記載の方法。
- 前記コントローラにより、前記第１の発電機が生成する電気エネルギーの予測速度に少なくとも部分的に基づいて、前記第１の加熱器を制御する工程を含む、請求項１２又は１３に記載の方法。
- 前記コントローラにより、前記第１の発電機が電気エネルギーを生成する速度に少なくとも部分的に基づいて、前記第１の水素ガス生成器が水素ガスを生成する速度を制御する工程を含む、請求項１２～１４のいずれかに記載の方法。
- プロセッサ及びメモリを含むコンピュータ装置によって実行されると、前記コンピュータ装置に請求項１２～１５のいずれかに記載の方法を実行させる命令が記録される、有形の非一時的なコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
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