Verfahren zur Herstellung einer Wasserstoffspeichervorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Wasserstoffspeichervorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Wasserstoffspeichervorrichtung.

Aus der WO 2015/169740 Al ist ein Wasserstoffspeicherelement für einen Was- serstoffspeicher bekannt. Das Wasserstoffspeicherelement ist presstechnisch her gestellt und umfasst ein wasserstoffspeichemdes Material sowie ein wärmeleiten- des Material. Derartige Wasserstoffspeicherelemente werden gestapelt oder geo- metrisch festgelegt zueinander angeordnet und ergeben so eine Wasserstoffspei- chervorrichtung. Die einzelnen Schichten der Wasserstoffspeicherelemente wer den zueinander ausgerichtet und miteinander funktional verbunden, z. B. zur Wärmeleitung, zur Durchleitung von Wasserstoff, etc.

Für derartige Wasserstoffspeichervorrichtungen gelten international zahlreiche Vorschriften, durch die z. B. die Form von Behältern, die wasserstoffspeichemdes Material aufnehmen, vorgegeben sind. Aus diesem Grund sind Wasserstoffspei cherelemente in Abhängigkeit von der Form des vorgeschriebenen Behälters her- zustellen.

Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen. Ins besondere soll eine Wasserstoffspeichervorrichtung sowie ein Verfahren zur Her- Stellung einer Wasserstoffspeichervorrichtung vorgeschlagen werden, durch die eine Erfüllung der Regularien möglichst einfach und kostengünstig ermöglicht werden kann. Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Wasserstoffspeichervorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und ein Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 10 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. Die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführ- ten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können durch erläuternde Sachverhalte aus der Beschreibung und Details aus den Figuren ergänzt werden, wobei weitere Ausführungs Varianten der Erfindung aufgezeigt werden. Hierzu trägt eine Wasserstoffspeichervorrichtung bei, die zumindest einen Behäl ter mit einem ersten Volumen umfasst, wobei in dem Behälter ein Schüttgut an geordnet ist. Das Schüttgut umfasst zumindest eine Vielzahl von presstechnisch hergestellten Presslingen, wobei jeder Pressling zumindest ein wasserstoffspei cherfähiges erstes Material und ein zweites Material als Bindemittel für das vor der presstechnischen Herstellung pulverförmig vorliegende erste Material um fasst.

Der Begriff Schüttgut bezeichnet ein körniges oder auch stückiges Gemenge, das in einer schüttfähigen Form vorliegt. Bestimmt werden die Eigenschaften von Schüttgut durch die Korngröße und die Komverteilung sowie die Schüttdichte, den Schüttwinkel, die Feuchtigkeit und die Temperatur. Eine Schüttung, insbe sondere die lose Schüttung, bezeichnet Güter, die sich in einem Behältnis frei be wegen können oder nicht anderweitig in ihrer Lage gesichert sind. Eine Orientie rung der Bestandteile des Schüttguts zueinander oder z. B. zu dem Behälter mit dem ersten Volumen ist nicht festgelegt.

Ein Pressling ist ein durch Pressen hergestelltes Element. Dafür wird ein pulver- förmiges erstes Material, hier zusammen mit dem zweiten Material, das insbeson dere ebenfalls pulverförmig bereitgestellt wird, in eine Pressform gefüllt und durch gegeneinander verfahrbare Stempel unter einem Druck von mindestens 50 MPa [MegaPascal], insbesondere von mindestens 100 MPa, insbesondere isosta tisch zu einem Pressling verpresst. Bevorzugt erfolgt ein Warmpressen, bei dem Temperaturen von mindestens 50 Grad Celsius, insbesondere von mindestens 70 Grad Celsius, bevorzugt von min destens 100 Grad Celsius im Pressling erzeugt werden. Insbesondere wird bei dem Warmpressen eine Temperatur eingestellt, die im Wesentlichen der Schmelztem peratur des eingesetzten zweiten Materials entspricht oder um höchstens 20 Kel- vin davon abweicht. Infolge der erhöhten Temperatur kann das zweite Material zumindest teilweise aufgeschmolzen werden, so dass eine bessere Verbindung von erstem Material und zweitem Material erfolgt.

Der Anteil des zweiten Materials beträgt insbesondere zwischen 1 und 5 Ge- wichts-%.

Hier wird vorgeschlagen, das wasserstoffspeicherfähige Material nicht an die Form des für die Anordnung des wasserstoffspeicherfähigen Materials vorgesehe nen Behälters anzupassen, sondern es als Schüttgut bereitzustellen. Das Schüttgut wird in den nahezu beliebig geformten Behälter gefüllt und ordnet sich darin an. Dabei werden zwischen den Presslingen Zwischenräume gebildet, die bei der Ein lagerung und Wiederfreisetzung von Wasserstoff zum Ausgleich der Größenände rung der Presslinge in Bezug auf ihre Größe veränderbar sind. Das wasserstoffspeicherfähige erste Material und das zweite Material als Binder sind z. B. aus der WO 2015/169740 Al bekannt. Als zweites Material wird insbe sondere mindestens ein Polymer eingesetzt. Durch die Verwendung mindestens eines Polymers können dem Pressling be- stimmte optische, mechanische, thermische und/oder chemische Eigenschaften zugewiesen werden. Beispielsweise kann der Pressling durch das Polymer eine gute Temperaturbeständigkeit, eine Resistenz gegenüber das umgebende Medium (Oxidationsbeständigkeit, Korrosionsbeständigkeit), eine gute Leitfähigkeit, eine gute Wasserstoffaufnahme- und -Speicherfähigkeit oder andere Eigenschaften, wie beispielsweise eine mechanische Festigkeit aufweisen, welche sonst ohne das Po- lymer nicht möglich wären. Es können auch Polymere zum Einsatz kommen, die zum Beispiel keine Speicherung von Wasserstoff aber dafür eine hohe Dehnung ermöglichen, wie beispielsweise Polyamid oder Polyvinylacetate.

Insbesondere kann das Polymer ein Homopolymer oder ein Copolymer sein. Co- polymere sind Polymere, die aus zwei oder mehr verschiedenartigen Monome- reinheiten zusammengesetzt sind.

Bevorzugt weist das Polymer (Homopolymer) eine Monomereinheit auf, die vor zugsweise neben Kohlenstoff und Wasserstoff weiterhin wenigstens ein Hete roatom, ausgewählt aus Schwefel, Sauerstoff, Stickstoff und Phosphor aufweist, so dass das erhaltene Polymer im Gegensatz beispielsweise zu Polyethylen nicht vollständig unpolar ist. Auch kann wenigstens ein Halogenatom, ausgewählt aus Chlor, Brom, Flour, Jod und Asiat, vorhanden sein. Bevorzugt ist das Polymer ein Copolymer, in welchem wenigstens eine Monomereinheit neben Kohlenstoff und Wasserstoff weiterhin wenigstens ein Heteroatom, ausgewählt aus Schwefel, Sau erstoff, Stickstoff und Phosphor aufweist und/oder wenigstens ein Halogenatom, ausgewählt aus Chlor, Brom, Flour, Jod und Astat, vorhanden ist. Dabei ist es möglich, dass auch zwei oder mehr Monomereinheiten ein entsprechendes Hete roatom und/oder Halogenatom aufweisen. Das Polymer weist bevorzugt hinsichtlich des ersten Materials adhäsive Eigen schaften auf. Dies bedeutet, dass es am ersten Material selbst gut haftet und damit eine Matrix ausbildet, die auch unter Belastungen, wie sie während der Wasser stoffspeicherung auftreten, stabil am ersten Material haftet.

Die adhäsiven Eigenschaften des Polymers ermöglichen eine hohe Stabilität des Presslings über einen möglichst langen Zeitraum, also über mehrere Zyklen der Wasserstoffspeicherung und Wasserstoffabgabe hinweg. Ein Zyklus beschreibt dabei den Vorgang einer einmaligen Hydrierung und anschließenden Dehydrie- rung. Dabei sollte der Pressling bevorzugt über wenigstens 500 Zyklen, insbeson dere über wenigstens 1000 Zyklen stabil sein, um das Material wirtschaftlich ein- setzen zu können. Stabil im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet, dass die Menge an Wasserstoff, die gespeichert werden kann, und die Geschwindigkeit, mit der der Wasserstoff gespeichert wird, auch nach 500 beziehungsweise 1000 Zyklen im Wesentlichen den Werten zu Beginn des Einsatzes des Presslings ent spricht. Insbesondere bedeutet stabil, dass das erste Material zumindest in etwa an der Position innerhalb des Presslings gehalten wird, an der es ursprünglich ange ordnet war. Stabil ist insbesondere auch dahingehend zu verstehen, dass keine Entmischungs effekte während der Zyklen auftreten, bei denen feinere Partikel sich von gröberen Partikeln (z. B. vom Pressling) abtrennen und entfernen.

Das erste Material ist insbesondere ein Niedertemperaturwasserstoffspeichermate- rial. Bei der Wasserstoffspeicherung, welche ein exothermer Prozess ist, treten daher Temperaturen von bis zu 150 °C auf. Ein Polymer, welches hier als zweites Material eingesetzt wird, muss bei diesen Temperaturen stabil sein. Ein bevorzug tes Polymer zersetzt sich daher nicht bis zu einer Temperatur von 180 °C, insbe sondere bis zu einer Temperatur von 165 °C, insbesondere von bis zu 145 °C. Insbesondere ist das Polymer ausgewählt aus EVA, PMMA, EEAMA sowie Mi schungen dieser Polymere. Mit EVA (Ethylvinylacetat) wird eine Gruppe von Copolymeren aus Ethylen und Vinylacetat bezeichnet, welche einen Anteil von Vinylacetat im Bereich von 2 Gew.-% bis 50 Gew.-% aufweisen. Geringere Anteile an Vinylacetat fuhren zur Ausbildung von harten Filmen, während höhere Anteile zu einer größeren Adhä- sivität des Polymers führen. Typische EVA sind bei Raumtemperatur fest und weisen eine Reißdehnung von bis zu 750 % auf. Zudem sind EVA spannungsriss- beständig.

Polymethylmethacrylat (PMMA) ist ein synthetischer, transparenter, thermoplas- tischer Kunststoff. Die Glasübergangstemperatur liegt abhängig von der Molmas- se bei etwa 45 °C bis l30°C. Die Erweichungstemperatur beträgt bevorzugt 80 °C bis 120 °C, insbesondere 90 °C bis 110 °C. Das thermoplastische Copolymer zeichnet sich durch seine Beständigkeit gegenüber Witterung, Licht und UV- Strahlung aus. EEAMA ist ein Terpolymer (Copolymer) aus Ethylen-, Acrylester- und Malein säureanhydrid-Monomereinheiten. EEAMA weist einen Schmelzpunkt von etwa 102 °C auf, in Abhängigkeit von der Molmasse.

Bevorzugt umfasst der Pressling ausschließlich das erste Material und das zweite Material, also das wasserstoffspeicherfähige erste Material und den Binder. Der Gewichtsanteil des zweiten Materials bezogen auf das Gesamtgewicht des Press lings beträgt bevorzugt höchstens 10 Gewichts-%, insbesondere höchstens 5 Ge- wichts-%, bevorzugt höchstens 2 Gewichts-%. Der Gewichtsanteil des Binders an dem Pressling sollte möglichst gering sein. Auch wenn der Binder ggf. in der La- ge ist, ebenfalls Wasserstoff zu speichern, so ist die Wasserstoffspeicherfähigkeit dennoch nicht so ausgeprägt wie die des ersten Materials (insbesondere höchstens 20 % der Wasserstoffspeicherfähigkeit). Der Binder kann jedoch einerseits eine gegebenenfalls auftretende Oxidation des ersten Materials reduzieren oder voll- ständig vermeiden und gewährleistet andererseits einen Zusammenhalt zwischen den pulverförmigen Partikeln des ersten Materials im Pressling.

Das erste Material kann wenigstens ein hydrierbares Metall und/oder wenigstens eine hydrierbare Metalllegierung umfassen, vorzugsweise daraus bestehen. Als hydrierbares erstes Material können zudem die folgenden Materialien zum Einsatz kommen: Erdalkalimetall- und Alkalimetallalanate, Erdalkalimetall- und Alkali metallborhydride, Metal-Organic-Frameworks (MOF’s)/ Metall-organische Ge rüste, und/oder Clathrate, sowie natürlich jeweilige Kombinationen aus den jewei ligen Materialien. Das erste Material kann auch nichthydrierbare Metalle oder Metalllegierungen umfassen.

Das erste Material kann erfindungsgemäß ein Niedertemperaturhydrid und/oder ein Hochtemperaturhydrid umfassen. Der Begriff Hydrid bezeichnet dabei das hydrierbare Material, unabhängig davon, ob es in der hydrierten Form oder der nicht-hydrierten Form vorliegt. Niedertemperaturhydride speichern Wasserstoff vorzugsweise in einem Temperaturbereich zwischen -55 °C bis 180 °C, insbeson dere zwischen -20 °C und 150 °C, besonders zwischen 0 °C und 140 °C. Hoch temperaturhydride speichern Wasserstoff vorzugsweise in einen Temperaturbe reich ab 280 °C und mehr, insbesondere ab 300 °C und mehr. Bei den genannten Temperaturen können die Hydride nicht nur Wasserstoff speichern, sondern auch abgegeben, sind also in diesen Temperaturbereichen funktionsfähig.

Werden in diesem Zusammenhang 'Hydride' beschrieben, so ist hierunter sowohl das hydrierbare Material in seiner hydrierten Form als auch in seiner nicht- hydrierten Form zu verstehen. Insbesondere können bei der Herstellung von Was- serstoffspeichem hydrierbare Materialien in ihrer hydrierten oder nicht-hydrierten Form eingesetzt werden. Die Wasserstoffspeicherung (Hydrierung) kann bei Raumtemperatur erfolgen. Die Hydrierung ist eine exotherme Reaktion. Die entstehende Reaktionswärme kann abgeführt werden. Im Gegensatz hierzu muss für die Dehydrierung Energie in Form von Wärme dem Hydrid zugeführt werden. Die Dehydrierung ist eine en dotherme Reaktion.

In einem hydrierten ersten Zustand weist der Pressling ein größeres zweites Vo- lumen auf als in einem dehydrierten zweiten Zustand.

Das erste Material liegt vor der Herstellung des Presslings insbesondere pulver- förmig (also als Partikel, Teilchen) vor.

Die Teilchen weisen insbesondere eine Teilchengröße x50 von 20 pm [Mikrome- ter] bis 700 pm, insbesondere von 50 pm bis 300 pm auf. Dabei bedeutet x50, dass 50 % der Teilchen eine mittlere Partikelgröße aufweisen, die gleich oder kleiner dem genannten Wert ist. Die mittlere Partikelgröße ist vorliegend die ge wichtsbasierte Partikelgröße. Angegeben ist hier die Teilchengröße (Partikelgrö- ße) des hydrierbaren Materials bevor es zum ersten Mal einer Hydrierung unter worfen wird. Während der Wasserstoffspeicherung treten Spannungen im Materi al auf, was dazu führen kann, dass während mehrerer Zyklen eine Verringerung der x50 Teilchengröße erfolgt.

Diese Verringerung der Teilchengröße kann im Pressling durch das zweite Mate rial, den Binder, insbesondere einerseits verhindert werden. Andererseits erfolgt durch das zweite Material eine Fixierung der Partikel/ Teilchen im Pressling. Insbesondere umfasst die Vielzahl von Presslingen zumindest 50 Volumen-%, insbesondere zumindest 75 Volumen-%, bevorzugt zumindest 90 Volumen-% des Schüttguts.

Das Schüttgut kann zusätzlich zumindest ein komprimierbares drittes Material umfassen, das zumindest in Zwischenräumen zwischen der Vielzahl der Presslin ge angeordnet ist. Das dritte Material kann eine Volumenausdehnung der Vielzahl von Presslingen während einer Aufnahme von Wasserstoff durch eine Kompri- mierung kompensieren.

Insbesondere umfasst das dritte Material z. B. ein Graphit, insbesondere ein ex pandiertes Graphit. Insbesondere weist zumindest das zweite Material eine Schmelztemperatur auf, die sich um höchstens 20 Kelvin, insbesondere um höchstens 10 Kelvin von einer höchsten Betriebstemperatur der Wasserstoffspeichervorrichtung unterscheidet. Werden also Betriebstemperaturen von höchstens 50 Grad Celsius erreicht, wird vorzugsweise ein zweites Material ausgewählt, das eine Schmelztemperatur von höchstens 70 Grad Celsius aufweist.

Die Schmelztemperatur des zweiten Materials kann dabei auch geringer sein als die höchste Betriebstemperatur. Die Betriebstemperatur kann insbesondere je nach Anwendungsfall und eingesetz tem ersten Material zwischen 40 und 140 Grad Celsius, insbesondere zwischen 40 und 80 Grad Celsius betragen. Bei dem Einsatz von Hochtemperaturhydriden können auch deutlich höhere Betriebstemperaturen vorgesehen sein. Die derartige Auswahl des zweiten Materials ermöglicht ein Aufweichen des zweiten Materials bei jedem Zyklus der Hydration und/oder der Dehydration. Dieses Aufweichen ermöglicht ein jeweiliges neues Ausbilden der kohäsiven Verbindung zwischen dem ersten Material und dem zweiten Material sowohl in- nerhalb des Presslings als insbesondere auch zwischen den Presslingen.

Insbesondere kann so auch dem Effekt der weiteren Segregation der Teil- chen/Partikel des ersten Materials entgegengewirkt werden, bzw. dieser kompen siert werden. Üblicherweise würden sich die verkleinerten Teilchen von einem Pressling ablösen und innerhalb des Behälters mit der Schwerkraft nach unten wandern. Ggf. würden so Zwischenräume zwischen den Presslingen durch das erste Material aufgefüllt, so dass eine Volumenausdehnung der Vielzahl von Presslingen während einer Aufnahme von Wasserstoff nicht mehr kompensiert werden könnte, z. B. durch eine Komprimierung z. B. eines in den Zwischenräu- men sonst vorgesehenen dritten Materials. Diese dann nicht (ausreichend) kom pensierte Volumenausdehnung könnte lokale Spannungen in dem Behälter verur sachen und so zumindest zu einer Beschädigung des Behälters führen.

Insbesondere weist das zweite Material eine Schmelztemperatur auf, die höher ist als die höchste Betriebstemperatur.

Zumindest ein Pressling der Vielzahl von Presslingen kann eine zylindrische Form aufweisen. Eine zylindrische Form ist insbesondere besonders einfach durch Pressen herstellbar.

Bevorzugt ist allerdings, dass zumindest ein Pressling, insbesondere eine mög lichst große Anzahl der Vielzahl von Presslingen, bevorzugt alle Presslinge, eine Kugelform aufweisen. Die Kugelform ermöglicht eine besonders hohe Packungs dichte des Schüttguts, so dass eine besonders effektive Wasserstoffspeichervor- richtung bereitgestellt werden kann. Eine Kugelform ist aus bekannten Gründen durch Pressen jedoch schwer herstellbar.

Eine dichteste Kugelpackung (also die höchste Packungsdichte von Kugeln) ist die geometrische Anordnung unendlich vieler Kugeln gleicher Größe im 3- dimensionalen Raum in der Weise, dass diese einander nur berühren und nicht überlappen und dabei den verbleibenden Leerraum minimal lassen. Eine solche Anordnung ergibt sich, wenn viele Kugeln schichtweise gestapelt werden. Inner halb einer Schicht berührt dabei jede Kugel sechs Nachbarkugeln. Die Packungs- dichte einer dichtesten Kugelpackung beträgt ungefähr 74 %.

Vorliegend wird insbesondere eine Packungsdichte der Presslinge von mindestens 60 %, insbesondere von mindestens 65 %, bevorzugt von mindestens 67 % er reicht.

Insbesondere weist zumindest ein Pressling der Vielzahl von Presslingen, insbe sondere eine möglichst große Anzahl der Vielzahl von Presslingen, bevorzugt alle Presslinge, eine Form mit einem zweiten Volumen auf, wobei jeder Punkt einer Oberfläche der Form in einem Abstand von höchstens 5 %, insbesondere höchs- tens 2 %, bevorzugt höchstens 1 %, eines Durchmessers einer Kugelform, die ebenfalls das zweite Volumen aufweist, von der Kugeloberfläche der Kugelform angeordnet ist.

Insbesondere weist der Pressling also eine Form auf, die möglichst weit einer Ku- gelform angenähert ist.

Insbesondere weist jeder Pressling des Schüttguts im nicht hydrierten Zustand ein zweites Volumen von mindestens 10 mm ³ [Kubikmillimeter] und höchstens 1000 mm ³ auf. Insbesondere kann ein Schüttgut eingesetzt werden, bei dem alle Presslinge ein jeweils gleiches zweites Volumen aufweisen oder bei dem einzelne Presslinge mit unterschiedlichen zweiten Volumina ausgeführt sind.

Es wird weiter eine Verwendung eines Presslings als Schüttgut für eine (insbe- sondere wie vorstehend beschriebene) Wasserstoffspeichervorrichtung vorge- schlagen. Der Pressling umfasst zumindest ein wasserstoffspeicherfähiges erstes Material und ein zweites Material als Bindemittel für das vor einer presstechni- sehen Herstellung pulverförmig vorliegende erste Material.

Die Ausführungen zu der Wasserstoffspeichervorrichtung gelten gleichermaßen für den Pressling und umgekehrt. Weiter wird ein Verfahren zur Herstellung einer (insbesondere vorstehend be- schriebenen) Wasserstoffspeichervorrichtung vorgeschlagen. Das Verfahren um fasst zumindest die folgenden Schritte:

a) Bereitstellung eines Behälters mit einem ersten Volumen und zumindest einer Öffnung;

b) Befüllen des ersten Volumens über die zumindest eine Öffnung mit zumin dest einem Schüttgut, wobei das Schüttgut zumindest eine Vielzahl von presstechnisch hergestellten Presslingen umfasst, wobei jeder Pressling zu mindest ein wasserstoffspeicherfähiges erstes Material und ein zweites Ma terial als Bindemittel für das vor der presstechnischen Herstellung pulver- förmig vorliegende erste Material umfasst.

Insbesondere kann das erste Volumen in Schritt b) zusätzlich mit zumindest ei nem komprimierbaren dritten Material über die Öffnung befällt werden, wobei das dritte Material sich zumindest in Zwischenräumen zwischen der Vielzahl der Presslinge anordnet. Das dritte Material kann insbesondere eine Volumenausdeh nung der Vielzahl von Presslingen während einer Aufnahme von Wasserstoff durch eine Komprimierung kompensieren. Das netzartig vorliegende dritte Mate- rial kann zur Steigerung der Wärmeleitfähigkeit des Schüttguts beitragen und/oder die Kinetik zur Wasserstoffaufhahme und -abgabe beschleunigen.

Insbesondere kann eine Packungsdichte der Vielzahl von Presslingen in dem ers- ten Volumen über eine Änderung einer Form eines Presslings von zumindest einer Teilmenge der Vielzahl von Presslingen eingestellt werden. Insbesondere kann die Packungsdichte durch ein gezieltes Zuführen von unterschiedlich geformten Presslingen während der Schüttung (also während des Einfüllens in den Behälter) eingestellt werden.

Die Ausführungen zu dem Verfahren gelten gleichermaßen für die Wasser- Stoffspeichervorrichtung und den Pressling und umgekehrt.

Vorsorglich sei angemerkt, dass die hier verwendeten Zahlwörter („erste“,„zwei- te“,...) vorrangig (nur) zur Unterscheidung von mehreren gleichartigen Gegen ständen oder Größen dienen, also insbesondere keine Abhängigkeit und/oder Rei- henfolge dieser Gegenstände oder Größen zueinander zwingend vorgeben. Sollte eine Abhängigkeit und/oder Reihenfolge erforderlich sein, ist dies hier explizit angegeben oder es ergibt sich offensichtlich für den Fachmann beim Studium der konkret beschriebenen Ausgestaltung. Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Fi guren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Fi guren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinie ren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen:

Fig. 1 : eine Schüttung mit einer Vielzahl von Presslingen; Fig. 2: ein Detail der Schüttung nach Fig. 1;

Fig. 3: eine Wasserstoffspeichervorrichtung in einer Seitenansicht; Fig. 4: eine Wasserstoffspeichervorrichtung in einer perspektivischen An sicht;

Fig. 5: eine erste Ausführungsvariante einer Form eines Presslings in einer

Seitenansicht im Schnitt;

Fig. 6: eine zweite Ausführungsvariante einer Form eines Presslings in einer

Seitenansicht im Schnitt; und

Fig. 7: eine dritte Ausführungsvariante einer Form eines Presslings in einer

Seitenansicht im Schnitt. Fig. 1 zeigt eine Schüttung mit einer Vielzahl von Presslingen 5. Fig. 2 zeigt ein Detail der Schüttung nach Fig. 1. Die Fig. 1 und 2 werden im Folgenden gemein sam beschrieben. Die Schüttung zeigt ein Schüttgut 4 bestehend aus einer Vielzahl von Presslingen 5. Jeder Pressling 5 umfasst ein wasserstoffspeicherfähiges erstes Material 6 und ein zweites Material 7 als Bindemittel für das vor der presstechnischen Herstel- lung pulverförmig vorliegende erste Material 6.

Erkennbar ist, dass die Presslinge 5 kohäsiv miteinander verbunden sind. Das wird dadurch erreicht, dass das zweite Material 7 eine Schmelztemperatur auf- weist, die sich um höchstens 20 Kelvin von einer höchsten Betriebstemperatur der Wasserstoffspeichervorrichtung 1 unterscheidet. Die derartige Auswahl des zwei- ten Materials 7 ermöglicht ein Aufweichen des zweiten Materials 7 bei jedem Zyklus der Hydration und/oder der Dehydration. Dieses Aufweichen ermöglicht ein jeweiliges neues Ausbilden der kohäsiven Verbindung zwischen dem ersten Material 6 und dem zweiten Material 7 sowohl innerhalb des Presslings 5 als auch zwischen den Presslingen 5.

Die hier eingesetzten Presslinge 5 weisen alle eine zylindrische Form 10 sowie ein jeweils gleiches zweites Volumen 11 auf.

Zwischen den Presslingen 5 bilden sich Zwischenräume 9 aus, die in einer Was- serstoffspeichervorrichtung 1 durch ein komprimierbares drittes Material 8 gefüllt werden können (siehe Fig. 3 und 4).

Fig. 3 zeigt eine Wasserstoffspeichervorrichtung 1 in einer Seitenansicht. Fig. 4 zeigt eine Wasserstoffspeichervorrichtung 1 in einer perspektivischen Ansicht. Die Fig. 3 und 4 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.

Die Wasserstoffspeichervorrichtungen 1 umfassen jeweils einen Behälter 2 mit einem ersten Volumen 3, wobei in dem Behälter 2 ein Schüttgut 4 angeordnet ist. Das Schüttgut 4 umfasst zumindest eine Vielzahl von presstechnisch hergestellten Presslingen 5, wobei jeder Pressling zumindest ein wasserstoffspeicherfähiges erstes Material 6 und ein zweites Material 7 als Bindemittel für das vor der press- technischen Herstellung pulverförmig vorliegende erste Material 6 umfasst. Das wasserstoffspeicherfähige erste Material 6 wird nicht an die Form des für die Anordnung des wasserstoffspeicherfähigen ersten Materials 6 vorgesehenen Be- hälters 2 angepasst, sondern als Schüttgut 4 bereitgestellt. Das Schüttgut wird über eine Öffnung 18 in den nahezu beliebig geformten Behälter 2 gefüllt und ordnet sich darin an. Dabei werden zwischen den Presslingen Zwischenräume 9 gebildet, die bei der Einlagerung und Wiederfreisetzung von Wasserstoff zum Ausgleich der Größenänderung der Presslinge 5 in Bezug auf ihre Größe verän derbar sind.

Das Schüttgut 4 umfasst zusätzlich zumindest ein komprimierbares drittes Materi- al 8, das in den Zwischenräumen 9 zwischen der Vielzahl der Presslinge 5 ange- ordnet ist. Das dritte Material 8 kann eine Volumenausdehnung der Vielzahl von Presslingen 5 während einer Aufnahme von Wasserstoff durch eine Komprimie- rung kompensieren (siehe Fig. 3). Die hier eingesetzten Presslinge 5 weisen alle eine zylindrische Form 10 sowie ein jeweils gleiches zweites Volumen 11 auf. In einem hydrierten ersten Zustand 19 weist der Pressling 5 ein größeres zweites Volumen 11 auf als in einem dehydrier ten zweiten Zustand 20. Die Vergrößerung des zweiten Volumens ist in dem Be hälter 2 anhand eines Presslings 5 sowie in der Fegende verdeutlicht.

Fig. 5 zeigt eine erste Ausführungsvariante einer Form 10 eines Presslings 5 in einer Seitenansicht im Schnitt. Fig. 6 zeigt eine zweite Ausführungsvariante einer Form 10 eines Presslings 5 in einer Seitenansicht im Schnitt. Fig. 7 zeigt eine drit- te Ausführungsvariante einer Form 10 eines Presslings 5 in einer Seitenansicht im Schnitt. Die Fig. 5 und 7 werden im Folgenden gemeinsam beschrieben.

Bevorzugt ist, dass ein Pressling 5 eine Kugelform 16 aufweist. Die Kugelform 16 ermöglicht eine besonders hohe Packungsdichte des Schüttguts 4, so dass eine besonders effektive Wasserstoffspeichervorrichtung 1 bereitgestellt werden kann. Eine Kugelform 16 ist aus bekannten Gründen durch Pressen jedoch schwer her stellbar. Es werden daher Presslinge 5 mit einer Form 10 und einem zweiten Volumen 11 hergestellt, wobei jeder Punkt 12 einer Oberfläche 13 der Form 10 in einem Ab- stand 14 von höchstens 5 % eines Durchmessers 15 einer Kugelform 16, die eben falls das zweite Volumen 11 aufweist, von der Kugeloberfläche 17 der Kugelform 16 angeordnet ist. Insbesondere weist der Pressling 5 also eine Form 10 auf, die möglichst weit einer Kugelform 16 angenähert ist (siehe Fig. 5 und 6) mit ange deuteter Kugelform 16 gleichen zweiten Volumens 11.

Fig. 7 zeigt einen Pressling 5 mit einer zylindrischen Form 10 in einer Seitenan sicht. Der Pressling 5 hat einen Durchmesser 15 und ein zweites Volumen 11.

Bezugszeichenliste

I Wasserstoffspeichervorrichtung

2 Behälter

3 erstes Volumen

4 Schüttgut

5 Pressling

6 erstes Material

7 zweites Material

8 drittes Material

9 Zwischenraum

10 Form

I I zweites Volumen

12 Punkt

13 Oberfläche

14 Abstand

15 Durchmesser

16 Kugelform

17 Kugeloberfläche

18 Öffnung

19 erster Zustand

20 zweiter Zustand