本發(fā)明涉及制造包含儲(chǔ)氫材料的氫化物儲(chǔ)存元件的方法。

制造氫化物儲(chǔ)器的方法是US-A-2010/0326992中已知的。在這種方法中，彼此緊靠地布置包含可氫化鎂和膨脹天然石墨的統(tǒng)一片狀氫化物儲(chǔ)器。在此將該氫化物儲(chǔ)器移動(dòng)到調(diào)溫劑進(jìn)流管上，或?qū)⒄{(diào)溫劑進(jìn)流管移動(dòng)經(jīng)過(guò)該氫化物儲(chǔ)器。預(yù)先通過(guò)壓制由氫化鎂粉和膨脹天然石墨顆粒構(gòu)成的組合物獲得該氫化物儲(chǔ)器。

使用這種統(tǒng)一氫化物儲(chǔ)器的缺點(diǎn)在于，在對(duì)于氫化物儲(chǔ)器的預(yù)定空間具有復(fù)雜幾何的用途中，不能完全填滿這樣的空間。例如，在這種方法的情況下，有角的和/或具有底切的空間難以用該氫化物儲(chǔ)器填充，因?yàn)閷?duì)此必須以彎曲形式安裝調(diào)溫劑的進(jìn)流管，并且片狀氫化物儲(chǔ)器在調(diào)溫劑進(jìn)流管的彎曲形狀的外半徑處形成死區(qū)（leere R?ume）。

因此本發(fā)明的目的是提供制造氫化物儲(chǔ)器的方法，其中更有效利用由其用途預(yù)定的空間。

根據(jù)本發(fā)明通過(guò)具有權(quán)利要求1的特征的方法和具有權(quán)利要求17的特征的氫化物儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)這一目的。本發(fā)明的有利實(shí)施方案和擴(kuò)展方案從其它權(quán)利要求、說(shuō)明書(shū)和附圖中顯而易見(jiàn)。

為了提供更有效利用由其用途預(yù)定的空間的制造氫化物儲(chǔ)器的方法，提出借助3D打印機(jī)制造該氫化物儲(chǔ)器的至少一部分?？蓺浠牧系膯为?dú)結(jié)構(gòu)的厚度可以為例如20至100微米。優(yōu)選通過(guò)下列步驟制造結(jié)構(gòu)。

在第一步驟中，讀取要制造的氫化物儲(chǔ)器的要制造的結(jié)構(gòu)的幾何描述。這樣的要制造的結(jié)構(gòu)的幾何描述存儲(chǔ)在例如文件，優(yōu)選CAD文件中，并借助與3D打印機(jī)相連的計(jì)算機(jī)讀取。

該文件有利地具有要以彼此緊靠布置的多個(gè)子結(jié)構(gòu)的形式制造的氫化物儲(chǔ)器的完整幾何描述。該文件優(yōu)選具有氫化物儲(chǔ)器的要制造的各個(gè)單獨(dú)結(jié)構(gòu)的完整幾何描述。要制造的整個(gè)結(jié)構(gòu)的幾何描述可以以彼此緊靠布置的點(diǎn)（具有它們各自的坐標(biāo)）的形式給出，其中這些點(diǎn)的整體構(gòu)成要制造的結(jié)構(gòu)的形狀。

但是，也可以經(jīng)由樣條函數(shù)或其它數(shù)學(xué)函數(shù)借助幾何近似實(shí)現(xiàn)幾何描述。3D打印機(jī)優(yōu)選將要制造的結(jié)構(gòu)的幾何描述轉(zhuǎn)化成彼此緊靠布置的點(diǎn)的各個(gè)坐標(biāo)，其中這些點(diǎn)的整體形成要制造的結(jié)構(gòu)的二維形狀。

在第二步驟中，將該材料，優(yōu)選儲(chǔ)氫材料送到3D打印機(jī)的工作空間內(nèi)的與要制造的結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置。更優(yōu)選將該材料輸送到整體形成要制造的結(jié)構(gòu)的所有位置。該材料輸送到的位置可形成不僅包括要制造的結(jié)構(gòu)的所有相鄰布置的點(diǎn)、還特別包括布置在要制造的結(jié)構(gòu)的相鄰布置點(diǎn)之間的附加點(diǎn)的體積。在該方法的另一實(shí)施方案中，還將該材料輸送到不與形成要制造的結(jié)構(gòu)的形狀的任何點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置。例如，可以形成這樣的層，其中僅利用了應(yīng)根據(jù)本說(shuō)明書(shū)利用的那一個(gè)或多個(gè)區(qū)域。該層的未利用區(qū)域可稍后彼此分開(kāi)并再利用。特別地，由此同樣可以形成具有不同功能的不同層結(jié)構(gòu)。

使用3D打印機(jī)具有如下優(yōu)點(diǎn)：有針對(duì)性地還使用否則不可容易地相互組合的材料和它們的功能。例如，一方面可以使用鋁作為儲(chǔ)氫器的熱導(dǎo)體，其通過(guò)布置碳而與鎂隔開(kāi)。所用的多晶型物（Modifikation）形式的石墨在此充當(dāng)高溫氫化物材料的隔絕體。因此，實(shí)現(xiàn)否則在其它制造方法中不能以可用的方式實(shí)現(xiàn)的材料對(duì)。

在該方法的另一實(shí)施方案中設(shè)定，該方法的第三步驟包括將導(dǎo)熱材料供應(yīng)到位于3D打印機(jī)的工作空間內(nèi)的與要制造的結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置。該導(dǎo)熱材料尤其可以是石墨和/或金屬，例如鋁。

在該方法的一個(gè)擴(kuò)展方案中設(shè)定，第四步驟包括該材料，優(yōu)選儲(chǔ)氫材料的穩(wěn)定化。該材料在之前已將其輸送至的各個(gè)位置處凝固或在整體上形成要制造的結(jié)構(gòu)的這些位置處穩(wěn)定化。該穩(wěn)定化或固化可以例如借助支承結(jié)構(gòu)、供熱、供應(yīng)光，例如借助激光、UV或IR輻射、電子熔融法和/或3D打印機(jī)的壓制裝置或該材料與另一物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。這也可以借助聚合物，尤其是熱塑性粘合劑的冷卻、液體材料組分的凝固、通過(guò)冷卻或通過(guò)反應(yīng)實(shí)現(xiàn)。

步驟1、2、3和/或4分開(kāi)或一起地多次進(jìn)行，直至制成與幾何描述對(duì)應(yīng)的氫化物儲(chǔ)存元件的整體結(jié)構(gòu)。要制造的結(jié)構(gòu)也可以通過(guò)單個(gè)第一、第二、第三和/或第四步驟制造。步驟1至4的順序可變。尤其，步驟1可在步驟2之后進(jìn)行。例如，可以首先將該材料輸送到與要制造的結(jié)構(gòu)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置，然后讀取要制造的氫化物儲(chǔ)器的要制造的結(jié)構(gòu)的幾何描述。也可以伴隨著該材料的有針對(duì)性的布置而同時(shí)進(jìn)行凝固或穩(wěn)定化。

在該方法的另一實(shí)施方案中設(shè)定，重復(fù)至少步驟1、2、3和/或4，從而彼此緊靠地布置在此形成的結(jié)構(gòu)并形成該氫化物儲(chǔ)存元件的至少一部分。

更優(yōu)選地設(shè)定，逐層制造該結(jié)構(gòu)。有利地，逐層，優(yōu)選彼此疊加地布置所制造的結(jié)構(gòu)。

下列功能“主要儲(chǔ)氫”、“主要導(dǎo)熱”和/或“主要傳導(dǎo)氣體”的至少一個(gè)被理解為是指例如借助3D打印機(jī)制成的各個(gè)層和/或區(qū)域承擔(dān)至少這一功能作為在該結(jié)構(gòu)中的主要目的。例如，該結(jié)構(gòu)的一個(gè)區(qū)域可以主要用于儲(chǔ)氫，但同時(shí)也能夠提供至少一定的導(dǎo)熱性。但是在此設(shè)定，存在該結(jié)構(gòu)的至少一個(gè)其它層或其它區(qū)域，其主要承擔(dān)導(dǎo)熱，換言之，其用于輸出來(lái)自該結(jié)構(gòu)的最大量的熱。在這種情況下，又可以利用該結(jié)構(gòu)的主要?dú)怏w傳導(dǎo)層或主要?dú)怏w傳導(dǎo)區(qū)，其用于例如將氫氣導(dǎo)入該材料復(fù)合體中或例如從中導(dǎo)出。在這種情況下，流經(jīng)的流體也可以?shī)A帶熱。

有利地，要制造的結(jié)構(gòu)的二維形式發(fā)生變化。在這種情況下，例如可以制造氫化物儲(chǔ)存元件的外部形狀以匹配預(yù)定的空間，其中該預(yù)定的空間優(yōu)選由該氫化物儲(chǔ)存元件的用途決定。

由該氫化物儲(chǔ)存元件的用途預(yù)定的空間可以例如在移動(dòng)用途中，例如在機(jī)動(dòng)車中預(yù)定。在這種情況下，由于集成在機(jī)動(dòng)車中的情況下的高要求，將氫化物儲(chǔ)存元件放置在車身的存在的空腔中是有利的。在此，這種用于氫化物儲(chǔ)存元件的預(yù)定的空間可能具有非常復(fù)雜的形狀，其中這些形狀也可能具有底切。

借助所提出的方法，可以借助彼此緊靠布置的各種成型的結(jié)構(gòu)制造氫化物儲(chǔ)存元件，以使得也可以填滿甚至具有底切的預(yù)定空間的復(fù)雜形狀。特別有利地，產(chǎn)生氫化物儲(chǔ)存元件的要制造的結(jié)構(gòu)的幾何描述以匹配該預(yù)定空間的幾何。在這種情況下，優(yōu)選地，可以輸入并調(diào)節(jié)描述該預(yù)定空間的文件，以使得要制造的氫化物儲(chǔ)器以可安裝到該預(yù)定空間中的方式制造。

要制造的結(jié)構(gòu)的形狀的變化另外有助于在該氫化物儲(chǔ)存元件內(nèi)制造復(fù)雜成型的調(diào)溫劑進(jìn)流管和/或調(diào)溫劑回流管。在這種情況下，在氫化物儲(chǔ)器的要制造的結(jié)構(gòu)的幾何描述中，設(shè)定形成至少一個(gè)調(diào)溫劑進(jìn)流通道和/或調(diào)溫劑回流通道的空腔。此外，也可以在氫化物儲(chǔ)存元件的結(jié)構(gòu)的制造中為氫氣進(jìn)料通道設(shè)定空腔。

在該方法的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案中，借助3D打印機(jī)在氫氣進(jìn)料通道和氫化物儲(chǔ)存元件之間制造過(guò)濾器。該過(guò)濾器可包含鈀、金屬氫化物、硅酮、硅酮基聚合物或其它氫氣透性材料?？梢岳缤ㄟ^(guò)選擇性激光燒結(jié)制造該過(guò)濾器。

該方法的另一實(shí)施方案設(shè)定，借助包圍該材料的支承結(jié)構(gòu)將該材料穩(wěn)定化。在此可以設(shè)定，該支承結(jié)構(gòu)由聚合物制成。此外，該支承結(jié)構(gòu)可以由含碳材料，尤其是由石墨制成。此外，支承結(jié)構(gòu)可以借助絲，尤其是優(yōu)選包含銅、鋁、銀和/或金的高熱導(dǎo)率的金屬絲生成。例如，可以借助絲，例如絲焊，優(yōu)選鋁-或銅絲焊施加材料。

通過(guò)借助3D打印機(jī)優(yōu)選結(jié)構(gòu)化制造氫化物儲(chǔ)存元件，可以制造各個(gè)要制造的結(jié)構(gòu)內(nèi)的調(diào)溫劑進(jìn)流管、調(diào)溫劑回流管、氫氣進(jìn)料通道和/或過(guò)濾器的任意形狀。例如，可以在氫化物儲(chǔ)器和過(guò)濾材料之間制造星形或渾圓星形的邊界區(qū)。在該方法的另一實(shí)施方案中，可以在結(jié)構(gòu)內(nèi)以彼此環(huán)形布置的方式制造調(diào)溫劑進(jìn)流管、調(diào)溫劑回流管、氫氣進(jìn)料通道和/或過(guò)濾器。

在提出的方法中，優(yōu)選在要制造的結(jié)構(gòu)逐漸建立的方向上，可氫化材料可以以不同方式穩(wěn)定化。在這種情況下，可氫化材料可以借助不同的溫度或不同的力凝固。也可以在要制造的結(jié)構(gòu)內(nèi)將可氫化材料以不同方式穩(wěn)定化?？蓺浠牧涎刂鴼浠飪?chǔ)器的一個(gè)方向上的不同穩(wěn)定化優(yōu)選可以影響凝固的可氫化材料的孔徑，這優(yōu)選影響可氫化材料的氫氣吸收能力。也可以借助可氫化材料的不同凝固造成在氫化物儲(chǔ)器內(nèi)位置上變化的熱導(dǎo)率。有利地，氫化物儲(chǔ)存元件內(nèi)的熱導(dǎo)率隨著與調(diào)溫劑進(jìn)流管和/或調(diào)溫劑入口的距離的增大而減小。

要制造的結(jié)構(gòu)可形成基質(zhì)。該基質(zhì)根據(jù)本發(fā)明可包含一種或多種聚合物并因此被稱作聚合基質(zhì)。該基質(zhì)因此可包含一種聚合物或兩種或更多種聚合物的混合物。該基質(zhì)優(yōu)選包含僅一種聚合物。特別地，該基質(zhì)本身可以是儲(chǔ)氫的。例如，可以使用乙烯（聚乙烯，PE）。優(yōu)選使用鈦-乙烯化合物。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，其可儲(chǔ)存最多14重量%的氫氣。

“聚合物”描述由直鏈或支化的分子構(gòu)成的化學(xué)化合物，所謂的大分子，其又由相同或同類的單元，所謂的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元構(gòu)成。合成聚合物通常是塑料。

通過(guò)使用至少一種聚合物，該基質(zhì)可賦予該材料良好的光學(xué)、機(jī)械、熱和/或化學(xué)性質(zhì)。例如，通過(guò)該聚合物，該氫儲(chǔ)器可具有在沒(méi)有該聚合物時(shí)否則不可能實(shí)現(xiàn)的良好的溫度耐受性、對(duì)周圍介質(zhì)的耐受性（抗氧化性、耐腐蝕性）、良好的傳導(dǎo)性、良好的氫氣吸收和儲(chǔ)存能力或其它性質(zhì)，例如機(jī)械強(qiáng)度。也可以使用例如不能儲(chǔ)氫但能夠高度膨脹的聚合物，例如聚酰胺或聚乙酸乙烯酯。

根據(jù)本發(fā)明，該聚合物可以是均聚物或共聚物。共聚物是由兩種或更多種不同類型的單體單元構(gòu)成的聚合物。由三種不同單體構(gòu)成的共聚物被稱作三元共聚物。根據(jù)本發(fā)明，該聚合物例如也可包括三元共聚物。

該聚合物（均聚物）優(yōu)選具有除碳和氫外優(yōu)選另外包含至少一個(gè)選自硫、氧、氮和磷的雜原子的單體單元，以使所得聚合物，不同于例如聚乙烯，不是完全非極性的。也可以存在至少一個(gè)選自氯、溴、氟、碘和砹的鹵素原子。該聚合物優(yōu)選是共聚物和/或三元共聚物，其中至少一種單體單元除碳和氫外另外包含至少一個(gè)選自硫、氧、氮和磷的雜原子和/或存在至少一個(gè)選自氯、溴、氟、碘和砹的鹵素原子。也可能兩種或更多種單體單元具有相應(yīng)的雜原子和/或鹵素原子。

該聚合物優(yōu)選對(duì)儲(chǔ)氫材料具有粘附性質(zhì)。這意味著其很好粘附到儲(chǔ)氫材料本身上并因此形成甚至在如儲(chǔ)氫過(guò)程中出現(xiàn)的應(yīng)力下也穩(wěn)定粘附到儲(chǔ)氫材料上的基質(zhì)。

該聚合物的粘附性質(zhì)能夠使該材料穩(wěn)定引入氫儲(chǔ)器中并使該材料經(jīng)盡可能長(zhǎng)的時(shí)期，即經(jīng)數(shù)個(gè)氫氣儲(chǔ)存和氫氣釋放周期定位在氫儲(chǔ)器中的特定位置處。一個(gè)周期描述單次氫化和隨后脫氫的操作。該儲(chǔ)氫材料應(yīng)優(yōu)選穩(wěn)定至少500個(gè)周期，尤其至少1000個(gè)周期，以能夠經(jīng)濟(jì)地使用該材料?！胺€(wěn)定”在本發(fā)明中是指可儲(chǔ)存的氫氣量和氫氣儲(chǔ)存速度甚至在500或1000個(gè)周期后也基本相當(dāng)于開(kāi)始使用該氫儲(chǔ)器時(shí)的值。特別地，“穩(wěn)定”是指可氫化材料至少大致保持在氫儲(chǔ)器內(nèi)的其最初引入該儲(chǔ)器的位置?！胺€(wěn)定”應(yīng)尤其被理解為在周期過(guò)程中不發(fā)生其中較細(xì)顆粒與較粗顆粒分離并從中除去的分離效應(yīng)。

本發(fā)明的儲(chǔ)氫材料尤其是低溫儲(chǔ)氫材料。在儲(chǔ)氫過(guò)程（這是放熱過(guò)程）中，因此出現(xiàn)最多150℃的溫度。用于相應(yīng)儲(chǔ)氫材料的基質(zhì)的聚合物必須在這些溫度下穩(wěn)定。優(yōu)選的聚合物因此直至180℃的溫度，尤其直至165℃的溫度，尤其直至145℃也不分解。

特別地，該聚合物是具有100℃或更高，尤其是105℃或更高，但小于150℃，尤其小于140℃，特別是135℃或更小的熔點(diǎn)的聚合物。優(yōu)選地，根據(jù)ISO 1183在20℃下測(cè)定的該聚合物的密度為0.7克/立方厘米或更大，尤其是0.8克/立方厘米或更大，優(yōu)選0.9克/立方厘米或更大，但最大1.3克/立方厘米，優(yōu)選不大于1.25克/立方厘米，尤其是1.20克/立方厘米或更小。根據(jù)ISO 572的拉伸強(qiáng)度優(yōu)選為10 MPa至100 MPa，尤其是15 MPa至90 MPa，更優(yōu)選15 MPa至80 MPa。根據(jù)ISO 527的拉伸彈性模量?jī)?yōu)選為50 MPa至5000 MPa，尤其是55 MPa至4500 MPa，更優(yōu)選60 MPa至4000 MPa。令人驚訝地已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，具有這些機(jī)械性質(zhì)的聚合物特別穩(wěn)定并具有良好可加工性。特別地，它們實(shí)現(xiàn)基質(zhì)和嵌在其中的可氫化材料之間的穩(wěn)定粘結(jié)，以使該可氫化材料經(jīng)幾個(gè)周期長(zhǎng)時(shí)間保持在氫儲(chǔ)器內(nèi)的相同位置。由此實(shí)現(xiàn)該氫儲(chǔ)器的長(zhǎng)使用壽命。

更優(yōu)選地，在本發(fā)明中，該聚合物選自EVA、PMMA、EEAMA和這些聚合物的混合物。

EVA（乙酸乙烯酯）是指具有2重量%至50重量%乙酸乙烯酯含量的一類由乙烯和乙酸乙烯酯構(gòu)成的共聚物。較低的乙酸乙烯酯含量導(dǎo)致形成硬質(zhì)薄膜，而較高含量導(dǎo)致該聚合物的更大粘附性。典型EVA在室溫下是固體并具有最多750%的拉伸應(yīng)變。此外，EVA是應(yīng)力開(kāi)裂耐受的。EVA具有下列通式(I):

(式(I))。

EVA在本發(fā)明中優(yōu)選具有0.9克/立方厘米至1.0克/立方厘米的密度（根據(jù)ISO 1183）。根據(jù)ISO 527的屈服應(yīng)力尤其為4至12 MPa，優(yōu)選5 MPa至10 MPa，特別是5至8 MPa。尤其合適的是具有大于12 MPa，尤其大于15 MPa且小于50 MPa，尤其小于40 MPa，特別是25 MPa或更小的拉伸強(qiáng)度（根據(jù)ISO 527）的那些EVA。斷裂伸長(zhǎng)率（根據(jù)ISO 527）尤其為> 30%或> 35%，特別> 40%或45%，優(yōu)選> 50%。拉伸彈性模量?jī)?yōu)選為35 MPa至120 MPa，特別是40 MPa至100 MPa，優(yōu)選45 MPa至90 MPa，尤其是50 MPa至80 MPa。合適的EVA例如由Axalta Coating Systems LLC公司以Coathylene^? CB 3547商品名出售。

聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）是具有下列結(jié)構(gòu)通式(II)的合成透明熱塑性塑料:

(式(II))。

根據(jù)摩爾質(zhì)量，玻璃化轉(zhuǎn)變溫度為大約45℃至130℃。軟化溫度優(yōu)選為80℃至120℃，尤其是90℃至110℃。該熱塑性共聚物以其耐候性、耐光性和耐UV輻射性為特征。

PMMA在本發(fā)明中優(yōu)選具有0.9至1.5克/立方厘米（根據(jù)ISO 1183），尤其是1.0克/立方厘米至1.25克/立方厘米的密度。尤其合適的是具有大于30 MPa，優(yōu)選大于40 MPa，尤其大于50 MPa且小于90 MPa，尤其小于85 MPa，特別是80 MPa或更小的拉伸強(qiáng)度（根據(jù)ISO 527）的那些PMMA。斷裂伸長(zhǎng)率（根據(jù)ISO 527）尤其為< 10%，特別< 8%，優(yōu)選< 5%。拉伸彈性模量?jī)?yōu)選為900 MPa至5000 MPa，優(yōu)選1200至4500 MPa，尤其是2000 MPa至4000 MPa。合適的PMMA例如由Ter Hell Plastics GmbH, Bochum, 德國(guó)公司以商品名7M Plexiglas?丸粒出售。

EEAMA是由乙烯、丙烯酸酯和馬來(lái)酸酐單體單元構(gòu)成的三元共聚物。EEAMA根據(jù)摩爾質(zhì)量具有大約102℃的熔點(diǎn)。其優(yōu)選具有1.0克/立方厘米或更小且0.85克/立方厘米或更大的在20℃下的相對(duì)密度（DIN 53217/ISO 2811）。合適的EEAMA例如由Axalta Coating Systems LLC公司以Coathylene^? TB3580商品名出售。

該復(fù)合材料優(yōu)選基本包含儲(chǔ)氫材料和基質(zhì)?；谠搹?fù)合材料總重量計(jì)的基質(zhì)重量含量?jī)?yōu)選為10重量%或更小，尤其是8重量%或更小，更優(yōu)選5重量%或更小，并優(yōu)選為至少1重量%，尤其是至少2重量%至3重量%。希望的是將基質(zhì)的重量含量保持為盡可能低。即使該基質(zhì)能夠儲(chǔ)氫，儲(chǔ)氫能力也不像儲(chǔ)氫材料本身那樣顯著。但是，需要該基質(zhì)以一方面使任選發(fā)生的儲(chǔ)氫材料的氧化保持為低或完全避免，并確保該材料的顆粒之間的粘結(jié)。

該基質(zhì)優(yōu)選是具有低結(jié)晶度的聚合物。通過(guò)該聚合物的結(jié)晶度可明顯改變材料的性質(zhì)。部分結(jié)晶的材料的性質(zhì)由該聚合物的結(jié)晶和非晶區(qū)兩者決定。因此，可以看出與同樣由多種物質(zhì)形成的復(fù)合材料的一定關(guān)系。例如，該基質(zhì)的膨脹能力隨密度提高而降低。

該基質(zhì)也可以呈預(yù)浸料的形式。預(yù)浸料是“預(yù)浸漬的纖維”的英文縮寫(xiě)，對(duì)于德語(yǔ)而言為“預(yù)浸漬的纖維”。預(yù)浸料是用聚合物預(yù)浸漬的織物半成品，其在溫度和壓力下固化以制造部件。合適的聚合物是具有高粘性但未聚合的熱固性塑料基質(zhì)的那些。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的聚合物也可以呈預(yù)浸料的形式。

包含于預(yù)浸料中的纖維可作為純單向?qū)?、作為織物或網(wǎng)格布（Gelege）存在。該預(yù)浸料根據(jù)本發(fā)明也可以粉碎并以薄片或碎屑形式與可氫化材料一起加工以產(chǎn)生復(fù)合材料。

根據(jù)本發(fā)明，該聚合物可以是與可氫化材料接觸的液體形式。此處“液體”是指該聚合物是熔融的。但是，根據(jù)本發(fā)明還包括該聚合物溶解在合適的溶劑中，在這種情況下在制成該復(fù)合材料后例如通過(guò)蒸發(fā)再除去溶劑。但是，該聚合物也可以是與可氫化材料混合的丸粒形式。通過(guò)加熱和/或壓實(shí)該復(fù)合材料，該聚合物軟化以形成基質(zhì)，在該基質(zhì)中嵌入有可氫化材料。如果該聚合物以粒子，即丸粒形式使用，它們優(yōu)選具有30微米至60微米，尤其是40微米至45微米的x₅₀粒度（體積基粒度）。x₉₀粒度尤其是90微米或更小，優(yōu)選80微米或更小。

在保護(hù)性氣體氣氛下加工該儲(chǔ)氫材料是任選有利的。

可氫化材料在本發(fā)明中被理解為是指在添加氫氣時(shí)形成氫化物，優(yōu)選金屬氫化物的那些材料。這樣的氫化優(yōu)選在20至500℃，優(yōu)選150至380℃的溫度下和在0.1至200巴，優(yōu)選10至100巴的壓力下實(shí)現(xiàn)?？梢栽?00至500℃，優(yōu)選150至380℃的溫度下和在0.1至150巴，優(yōu)選1至10巴的壓力下實(shí)現(xiàn)從氫化材料，優(yōu)選金屬氫化物中釋放氫氣。

可用的氫化材料包括例如氫化鐵鈦、氫化鑭鎳、氫化釩、氫化鎂、氫化鋁、氫化鋰、硼氫化鈉、氫化鋰鋁和氨硼烷氫化物（Amminboran-Hydrid）。

術(shù)語(yǔ)“儲(chǔ)氫材料”描述具有儲(chǔ)氫能力的材料。這種材料在本發(fā)明的加工之前和/或過(guò)程中可以為氫化的或至少部分未氫化的狀態(tài)。如果在上下文中提到“可氫化”，這不應(yīng)以限制性方式理解，即這一術(shù)語(yǔ)原則上也可以指該儲(chǔ)氫材料的氫化的狀態(tài)。特別地，也可以在3D打印機(jī)中使用氫化和仍未氫化但可氫化材料的混合物。

該可氫化材料可以吸收氫氣并且如果需要，再釋放氫氣。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，該材料包含任意三維構(gòu)造的微粒材料，如顆粒、丸粒、纖維，優(yōu)選短切纖維、薄片和/或其它幾何。特別地，該材料也可呈板狀或粉末狀的形式。在這種情況下，該材料不必具有均勻構(gòu)造。相反，該構(gòu)造可以是規(guī)則或不規(guī)則的。顆粒在本發(fā)明中是例如幾乎球形的顆粒，同樣如具有不規(guī)則的有角外形的顆粒。表面可以是光滑的，但該材料的表面也可以粗糙和/或具有不平整和/或凹處和/或凸起。根據(jù)本發(fā)明，氫儲(chǔ)器可包含呈僅一種特定三維構(gòu)造的材料，以使該材料的所有顆粒具有相同的空間維度。但是，該氫儲(chǔ)器也可以包含呈不同構(gòu)造/幾何的材料。由于該材料的許多不同的幾何或構(gòu)造，該材料可用于許多不同的氫儲(chǔ)器。

該材料優(yōu)選包含中空體，例如具有一個(gè)或多個(gè)空腔和/或具有中空形狀的顆粒，例如中空纖維或具有中空通道的擠出體。術(shù)語(yǔ)“中空纖維”描述在橫截面中具有一個(gè)或多個(gè)連續(xù)空腔的圓柱形纖維。通過(guò)使用中空纖維，可以組合許多中空纖維以產(chǎn)生中空纖維膜，由此可由于高孔隙率促進(jìn)吸收和/或從該材料釋放氫氣。

該可氫化材料優(yōu)選具有雙峰粒度分布。由此可以實(shí)現(xiàn)可氫化材料在氫儲(chǔ)器中的更高堆積密度和因此更高密度，由此提高儲(chǔ)氫容量，即該儲(chǔ)器中可儲(chǔ)存的氫氣量。

根據(jù)本發(fā)明，該可氫化材料可包含至少一種可氫化金屬和/或至少一種可氫化金屬合金，優(yōu)選由其構(gòu)成。

所用的其它可氫化材料可以是：

- 堿土金屬和堿金屬鋁氫化物（alanate），

- 堿土金屬和堿金屬硼氫化物，

- 金屬有機(jī)骨架（MOF）和/或

- 包合物，

和當(dāng)然，各材料的各組合。

根據(jù)本發(fā)明，該材料還可包含不可氫化的金屬或金屬合金。

根據(jù)本發(fā)明，該可氫化材料可包含低溫氫化物和/或高溫氫化物。術(shù)語(yǔ)“氫化物”是指可氫化材料，無(wú)論其是氫化形式或是非氫化形式。低溫氫化物優(yōu)選在-55℃至180℃，尤其是-20℃至150℃，特別是0℃至140℃的溫度范圍內(nèi)儲(chǔ)氫。高溫氫化物優(yōu)選在從280℃起和更大，尤其是從300℃起和更大的溫度范圍內(nèi)儲(chǔ)氫。在所提到的溫度下，該氫化物不僅能儲(chǔ)存氫氣，還可釋放氫氣，即能夠在這些溫度范圍內(nèi)起作用。

在本文中描述“氫化物”時(shí)，這被理解為是指以其氫化形式以及其非氫化形式的可氫化材料。根據(jù)本發(fā)明，在氫儲(chǔ)器的制造中，可以使用以其氫化或非氫化形式的可氫化材料。

例如，可以借助外殼內(nèi)的壓力變化控制通過(guò)可氫化材料的氫氣吸附和通過(guò)儲(chǔ)氫材料的氫氣解吸，其中可氫化材料存在于該外殼內(nèi)。該外殼有利地設(shè)計(jì)成耐壓氣密（druckdicht）的并可優(yōu)選包含陶瓷、材料、玻璃例如纖維玻璃、熱固性塑料、熱塑性塑料、纖維增強(qiáng)的纖維玻璃和/或熱塑性塑料。

在該方法的一個(gè)有利的實(shí)施方案中設(shè)定，在一個(gè)工藝步驟中，該材料，優(yōu)選可氫化材料以粉化狀態(tài)（下文稱作粉末）成層施加。在此可使用所謂的增材制造，例如以加層制造的形式。在這一實(shí)施方案中，3D打印機(jī)有利地具有底板、粉末容器和用于輸送粉末的供給裝置，例如刮刀。

該材料也可以使用粘合劑，優(yōu)選塑料，尤其是本文中公開(kāi)的塑料之一。這種3D打印機(jī)因此實(shí)施所謂的“粘合劑基增材制造”。

在另一實(shí)施方案中設(shè)定，將該材料置于已存在且布置在3D打印機(jī)中的物體幾何（K?rpergeometrie）上。為此，可以使用例如預(yù)制的物體幾何，例如沖孔的金屬片。該物體幾何，例如沖孔的金屬片可以例如由可氫化材料構(gòu)成或是例如由鋁制成的導(dǎo)熱預(yù)制體。隨后可以在其上或中借助3D打印機(jī)施加結(jié)構(gòu)。

此外，例如設(shè)定，借助3D打印法制成的物體也可隨后燒結(jié)。例如，可以首先借助例如“粘合劑基增材制造法”制造前體。隨后可以例如進(jìn)行熱固結(jié)，即制成的結(jié)構(gòu)的凝固，在此過(guò)程中損失該粘合劑。例如，可以實(shí)施某種“脫蠟”，其中在燒結(jié)爐中燒除粘合劑。這種方法優(yōu)選用于制造高溫氫化物時(shí)。因此，在具有> 350℃的溫度作為操作溫度的操作點(diǎn)，也使用稍后不再需要的聚合物作為粘合劑。一個(gè)實(shí)施方案設(shè)定，在氫化時(shí)除去該粘合劑，即例如在由此制成的結(jié)構(gòu)中高溫儲(chǔ)氫時(shí)。

在該方法的另一實(shí)施方案中，該優(yōu)選可氫化或氫化的材料以粘稠狀態(tài)供應(yīng)。此外，該優(yōu)選可氫化的材料可以與聚合物和/或含碳材料混合著供應(yīng)。這種混合物可以以糊料或懸浮液形式供應(yīng)。在一個(gè)特別的實(shí)施方案中，該優(yōu)選可氫化的材料在供應(yīng)過(guò)程中可以用粘合劑粘結(jié)在一起。例如，該材料可以作為卷材鋪開(kāi)并經(jīng)由印刷頭，尤其是噴嘴施加。

例如，可以設(shè)定，低溫氫化物與高溫氫化物一起使用。例如，可以根據(jù)一個(gè)實(shí)施方案設(shè)定，例如，低溫氫化物和高溫氫化物在第二區(qū)域的層中混合提供。它們也可以各自彼此分開(kāi)地布置在不同層或區(qū)域中，尤其也在不同的第二區(qū)域中。例如，可以設(shè)定，第一區(qū)域布置在這些第二區(qū)域之間。另一實(shí)施方案設(shè)定，第一區(qū)域具有分布在基質(zhì)中的低溫和高溫氫化物的混合物。也可行的是，不同的第一區(qū)域包含低溫氫化物或高溫氫化物。

該可氫化材料優(yōu)選包含選自鎂、鈦、鐵、鎳、錳、鎳、鑭、鋯、釩、鉻或兩種或更多種這些金屬的混合物的金屬。該可氫化材料還可具有包含所述金屬中至少一種的金屬合金。

該可氫化材料（儲(chǔ)氫材料）更優(yōu)選包含至少一種能在150℃或更低的溫度下，尤其在-20℃至140℃，尤其是0℃至100℃的溫度下儲(chǔ)存氫氣并再釋放氫氣的金屬合金。所述至少一種金屬合金在此優(yōu)選選自AB₅類型、AB類型和/或AB₂類型的合金。A和B在此各自是指彼此不同的金屬，其中A和/或B尤其選自鎂、鈦、鐵、鎳、錳、鎳、鑭、鋯、釩和鉻。指數(shù)代表各合金中的金屬的化學(xué)計(jì)量比。根據(jù)本發(fā)明，此處的合金可被外來(lái)原子摻雜。根據(jù)本發(fā)明，摻雜程度可以為A和/或B的最多50原子%，尤其最多40原子%或最多35原子%，優(yōu)選最多30原子%或最多25原子%，特別是最多20原子%或最多15原子%，優(yōu)選最多10原子%或最多5原子%?？梢岳缬面V、鈦、鐵、鎳、錳、鎳、鑭或其它鑭系元素、鋯、釩和/或鉻進(jìn)行摻雜。在此可以用一種或多種不同的外來(lái)原子進(jìn)行摻雜。AB₅類型的合金可容易地活化，這意味著活化所需的條件類似于在氫儲(chǔ)器運(yùn)行中的那些。它們另外具有比AB或AB₂類型的合金更高的延性。相反，AB₂或AB類型的合金具有比AB₅類型的合金更高的機(jī)械穩(wěn)定性和硬度。在此可以提到例如FeTi作為AB類型的合金、TiMn₂作為AB₂類型的合金和LaNi₅作為AB₅類型的合金。

該可氫化材料（儲(chǔ)氫材料）更優(yōu)選包含至少兩種可氫化合金的混合物，其中至少一種合金是AB₅類型且第二種合金是AB類型和/或AB₂類型的合金。AB₅類型的合金的含量尤其是可氫化材料的總重量的1重量%至50重量%，尤其是2重量%至40重量%，更優(yōu)選5重量%至30重量%，特別是5重量%至20重量%。

該可氫化材料（儲(chǔ)氫材料）優(yōu)選是微粒形式（顆粒、粒子）。

該粒子尤其具有20微米至700微米，優(yōu)選25微米至500微米，特別是30微米至400微米，尤其是50微米至300微米的粒度x₅₀。x₅₀是指50%的粒子具有等于或小于所述值的中值粒度。借助激光衍射測(cè)定粒度，但也可通過(guò)例如篩析進(jìn)行。中值粒度在本情況中是基于重量的粒度，其中基于體積的粒度在本情況中相同。此處給出可氫化材料在首次發(fā)生氫化前的粒度。在儲(chǔ)氫過(guò)程中，在該材料內(nèi)出現(xiàn)應(yīng)力，這可導(dǎo)致在若干個(gè)周期的過(guò)程中x₅₀粒度降低。

優(yōu)選地，可氫化材料如此穩(wěn)固地結(jié)合在以基質(zhì)形式制成的結(jié)構(gòu)中，以使得其在儲(chǔ)氫時(shí)變碎。因此優(yōu)選使用顆粒作為可氫化材料，其在基質(zhì)保持至少主要部分無(wú)損時(shí)碎裂。這一結(jié)果是令人驚訝的，因?yàn)檎J(rèn)為該基質(zhì)在由于可氫化材料在儲(chǔ)氫過(guò)程中的體積增加而膨脹時(shí)更可能傾向于碎裂，當(dāng)由于該體積增加而極大膨脹時(shí)。目前認(rèn)為，由于接合在基質(zhì)內(nèi)，當(dāng)體積增加時(shí)，作用于顆粒的外力與由該體積增加引起的顆粒內(nèi)的應(yīng)力一起造成碎裂。在結(jié)合到基質(zhì)中的聚合物材料中時(shí)，可以特別清楚地發(fā)現(xiàn)顆粒的碎裂。由聚合物材料構(gòu)成的基質(zhì)能使這樣碎裂的顆粒也保持在穩(wěn)定的固定位置。

試驗(yàn)此外顯示，在該基質(zhì)中利用粘合劑，尤其是膠粘劑固定這些顆粒的情況下，實(shí)現(xiàn)在基質(zhì)內(nèi)特別好的固定就位。粘合劑含量可以優(yōu)選為基質(zhì)體積的2體積%至3體積%。

優(yōu)選地，基于開(kāi)始時(shí)和100次儲(chǔ)存操作后的x₅₀粒度，由于儲(chǔ)氫造成的顆粒碎裂，粒度變化0.6的系數(shù)，更優(yōu)選0.4的系數(shù)。

優(yōu)選在底板上制造包含可氫化材料的要制造的氫化物儲(chǔ)存元件，該底板可以有利地下降并在下降狀態(tài)下被壁包圍，其中所述壁形成容器。優(yōu)選地，在該容器內(nèi)，產(chǎn)生由儲(chǔ)氫材料粉末制成的粉末床。該粉末床包圍氫化物儲(chǔ)存元件的至少一個(gè)子結(jié)構(gòu)，如果該子結(jié)構(gòu)已制成。特別有利地，已制成的氫化物儲(chǔ)存元件的子結(jié)構(gòu)在一個(gè)工藝步驟中被特別是儲(chǔ)氫材料粉末的層覆蓋。在這種情況下，用優(yōu)選水平移動(dòng)的刮刀分配該材料粉末。在該方法的這種實(shí)施方案中，優(yōu)選不僅將材料粉末輸送到整體形成要制造的結(jié)構(gòu)的位置，還輸送到除要制造的結(jié)構(gòu)外的位置。

在該方法的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案中，在進(jìn)一步的工藝步驟中，在整體形成要制造的結(jié)構(gòu)的位置借助激光熔融使可氫化材料粉末局部再熔融。在此，將3D打印機(jī)的激光引導(dǎo)到要再熔融的材料粉末位置上。在熔融后，可氫化材料凝固并且為穩(wěn)定化形式。優(yōu)選以點(diǎn)的形式實(shí)施局部再熔融，其中借助上述第一步驟獲得實(shí)施再熔融的點(diǎn)的坐標(biāo)。

至少將氫化物儲(chǔ)器的要制造的結(jié)構(gòu)的幾何描述轉(zhuǎn)化成指出在可氫化材料粉末的再熔融中將激光導(dǎo)向的各位置的各個(gè)坐標(biāo)。實(shí)施再熔融的各位置優(yōu)選重疊。在所要求保護(hù)的方法的這一實(shí)施方案中，可以首先將可氫化材料輸送到與要制造的結(jié)構(gòu)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置，然后讀取氫化物儲(chǔ)器的這一要制造的結(jié)構(gòu)的幾何描述。

在可氫化材料的要制造的完整結(jié)構(gòu)的再熔融中，用于局部穩(wěn)定化該材料粉末的激光束或另一處理單元優(yōu)選掃描整體形成要制造的結(jié)構(gòu)的所有點(diǎn)。在結(jié)構(gòu)中可以設(shè)置用于調(diào)溫劑進(jìn)流管和/或調(diào)溫劑回流管的缺口，在這種情況下，激光束不掃描并優(yōu)選不加熱可氫化材料的結(jié)構(gòu)的設(shè)有缺口、裂縫、通孔等的位置。

作為再熔融的替代，也可以將該優(yōu)選可氫化的材料加熱到低于該可氫化材料的熔融溫度的溫度?？梢岳缃柚獾墓?yīng)，例如借助UV輻射實(shí)現(xiàn)比激光熔融低的向該優(yōu)選可氫化的材料的供熱。在這種情況下，可以烘烤該優(yōu)選可氫化的材料。特別地，該可氫化材料可以被借助定向光束固化的聚合物包圍。代替可氫化材料，粉末形式的不可氫化材料也可以存在于容器中，逐層施加，并根據(jù)上述步驟穩(wěn)定化。

在該優(yōu)選可氫化的材料穩(wěn)定化后，存在穩(wěn)定化結(jié)構(gòu)。在進(jìn)一步工藝步驟中，將該穩(wěn)定化結(jié)構(gòu)以優(yōu)選與優(yōu)選可氫化的材料的隨后要構(gòu)建的結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的高度降低。在下游工藝步驟中，再將該優(yōu)選可氫化的材料粉末在進(jìn)一步的層中施加到該穩(wěn)定化結(jié)構(gòu)上。重復(fù)這些工藝步驟如此之久，直至制成要制造的氫化物儲(chǔ)器的各結(jié)構(gòu)。

在一個(gè)擴(kuò)展方案中，激光束或光束也可以在至少一個(gè)與要制造的結(jié)構(gòu)的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的點(diǎn)不加熱該優(yōu)選可氫化的材料，或使用比要制造的結(jié)構(gòu)內(nèi)的其它點(diǎn)在再熔融或烘烤中的平均溫度低的溫度進(jìn)行加熱。這樣不同的穩(wěn)定化可優(yōu)選影響，優(yōu)選提高可氫化材料的孔徑，由此可影響，優(yōu)選提高該優(yōu)選可氫化的材料的氫氣吸收能力。在一個(gè)特別實(shí)施方案中，可以使用具有1納米至0.2毫米的孔徑的可氫化材料。

在該方法的另一實(shí)施方案中，在一個(gè)工藝步驟中，借助電子束熔融將該可氫化材料凝固。在這種情況下，與激光束熔融相反，可以借助局部定向電子束生成再熔融能量。

在另一有利的實(shí)施方案中，借助壓制該優(yōu)選可氫化的材料凝固。在這種情況下，可以優(yōu)選將3D打印機(jī)的壓制裝置局部移向要將該可氫化材料壓在一起的位置，并將其局部壓到一起。在該方法的另一實(shí)施方案中設(shè)定，借助3D打印機(jī)或壓制裝置在一個(gè)步驟中壓制要制造的可氫化材料的整個(gè)結(jié)構(gòu)。

有利地，在壓制前，可以將在與儲(chǔ)氫材料壓制時(shí)發(fā)生化學(xué)鍵合，優(yōu)選有機(jī)鍵合并引起可氫化材料的凝固的物質(zhì)輸送到整體形成要制造的結(jié)構(gòu)的點(diǎn)。在該方法的這一實(shí)施方案中，該壓制裝置可設(shè)計(jì)成不含關(guān)于要制造的結(jié)構(gòu)的信息的平板。該物質(zhì)可以例如是含碳材料或膠粘劑。

在該方法的一個(gè)有利的實(shí)施方案中設(shè)定，生成該氫化物儲(chǔ)存元件的至少一個(gè)包含儲(chǔ)氫材料和含碳或通常導(dǎo)熱的材料的結(jié)構(gòu)。特別有利地，提出生成至少一個(gè)包含膨脹天然石墨作為含碳材料的結(jié)構(gòu)的方法。優(yōu)選地，通過(guò)所要求保護(hù)的方法制造具有1至3%的膨脹天然石墨含量的氫化物儲(chǔ)存元件。

該含碳材料可借助3D打印機(jī)的供給裝置輸送到與要制造的結(jié)構(gòu)中的至少一個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的至少一個(gè)位置。該含碳材料的輸送也可有利地與儲(chǔ)氫材料一起實(shí)施。含碳材料和儲(chǔ)氫材料更優(yōu)選在輸送時(shí)為混合狀態(tài)，優(yōu)選為粘合狀態(tài)。

在一個(gè)擴(kuò)展方案中，儲(chǔ)氫材料可以借助3D打印機(jī)的供給裝置單獨(dú)輸送到整體形成要制造的結(jié)構(gòu)的各點(diǎn)。該供給裝置，在有利的實(shí)施方案中也為多個(gè)供給裝置，借助3D打印機(jī)的驅(qū)動(dòng)單元移向這些點(diǎn)。此后，例如借助電子束熔融、激光束熔融、光照射和/或壓制將儲(chǔ)氫材料在這些點(diǎn)穩(wěn)定化。

該方法的另一實(shí)施方案設(shè)定交替借助電子束熔融、激光束熔融、光照射和/或壓制將可氫化材料穩(wěn)定化。這可獨(dú)立于之前的可氫化材料向整體形成要制造的結(jié)構(gòu)的點(diǎn)的輸送來(lái)進(jìn)行。也可以借助電子束熔融、激光束熔融、光照射、膠粘和/或壓制方法的組合實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)氫材料的穩(wěn)定化。

在該方法的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案中設(shè)定，該可氫化材料在輸送過(guò)程中用粘合劑粘結(jié)在一起。

在該方法的一個(gè)有利的擴(kuò)展方案中設(shè)定，該優(yōu)選可氫化的材料在穩(wěn)定化之前氫化。在氫化中，可氫化材料的體積優(yōu)選提高。該優(yōu)選可氫化的材料在氫化狀態(tài)下的穩(wěn)定化可有利地降低氫化物儲(chǔ)器的體積在稍后的氫氣吸收和解吸過(guò)程中的變化。也可以利用結(jié)合在該氫化物內(nèi)的氫的能量作為該氫化物的再熔融能量。

另外提出3D打印機(jī)用于制造包含至少一種可氫化材料的氫化物儲(chǔ)器的至少一部分的用途。有利地，3D打印機(jī)用于制造包含至少一種儲(chǔ)氫材料的氫化物儲(chǔ)存元件的至少一部分的原型。

在本發(fā)明中，術(shù)語(yǔ)“3D打印機(jī)”非?；\統(tǒng)地被理解為是指逐步，尤其是逐層形成三維結(jié)構(gòu)的裝置?？梢岳缫苑勰┬问?、以來(lái)自儲(chǔ)存容器或卷筒的熔融束形式或以另一方式實(shí)施材料的逐步供應(yīng)。也可以借助3D打印機(jī)實(shí)施上下文中描述的方法之一。或者或另外，也可以供應(yīng)材料薄膜或預(yù)成型的，主要扁平的材料體。在該裝置中，通過(guò)焊接和/或膠粘（后者通過(guò)添加膠粘劑或?qū)⒋嬖谟诠?yīng)的材料中的粘合劑活化，如果該材料本身不充當(dāng)粘合劑）將供應(yīng)的各材料與已制成的子結(jié)構(gòu)結(jié)合，確切地說(shuō)以材料配合（stoffschlüssig）的方式。優(yōu)選地，3D打印機(jī)具有一個(gè)或多個(gè)噴嘴，借此能夠精確到點(diǎn)地定位要加工的材料。如果需要進(jìn)行面施加，也可以使用狹縫噴嘴或材料供給裝置的其它施加幾何。

本發(fā)明的其它特征、優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)從下列優(yōu)選實(shí)施例的描述中和借助附圖顯而易見(jiàn)。附圖顯示：

圖1氫化物儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)；

圖2所要求保護(hù)的制造氫化物儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)的方法的上述步驟2和4；

圖3氫化物儲(chǔ)器的另一結(jié)構(gòu)；

圖4氫化物儲(chǔ)器的另一結(jié)構(gòu)；

圖5借助所要求保護(hù)的方法制造具有底切的氫化物儲(chǔ)器。

圖1顯示氫化物儲(chǔ)存元件1（下文也稱作氫化物儲(chǔ)器）的結(jié)構(gòu)，其包含儲(chǔ)氫材料2、調(diào)溫劑回流通道3、調(diào)溫劑進(jìn)流通道4、過(guò)濾元件5和供氫通道6。此外，氫化物儲(chǔ)存元件1具有在過(guò)濾元件5和可氫化材料2之間的星形構(gòu)造的邊界區(qū)7。

圖2顯示氫化物儲(chǔ)器的所要求保護(hù)的結(jié)構(gòu)化制造方法的步驟2和4。圖2a顯示3D打印機(jī)11，其具有優(yōu)選粉末態(tài)的優(yōu)選可氫化材料13的工作空間12和用于將材料13排放到3D打印機(jī)的工作空間12的滑閥形式的供給單元14。在3D打印機(jī)11的工作空間12中的底板15上存在氫化物儲(chǔ)器16的已制成部分。在本發(fā)明中，氫化物儲(chǔ)器的已制成部分也構(gòu)成氫化物儲(chǔ)器。圖2a中所示的氫化物儲(chǔ)器16具有由優(yōu)選可氫化的材料構(gòu)成的第一結(jié)構(gòu)17、第二結(jié)構(gòu)18和第三結(jié)構(gòu)19，其中結(jié)構(gòu)17、18和19彼此疊加地布置。

為了制造新結(jié)構(gòu)，在所要求保護(hù)的方法的步驟2中，供給單元14朝方向20移動(dòng)，由此供給單元14與材料13接觸并將材料13朝方向20送往工作空間12。在這一步驟2中，氫化物儲(chǔ)器的已制成結(jié)構(gòu)17、18和19被材料13覆蓋并在這一步驟后，如圖2b中所示被材料13包圍。

在步驟2后，材料13在后續(xù)步驟4中借助例如3D打印機(jī)11的激光器21在整體對(duì)應(yīng)于要制造的結(jié)構(gòu)的形狀的位置穩(wěn)定化。這可以用運(yùn)動(dòng)至要制造的結(jié)構(gòu)的各位置并活化的激光束22實(shí)現(xiàn)。在該方法的一個(gè)特別的實(shí)施方案中設(shè)定，向各位置手動(dòng)供應(yīng)材料13和/或激光束22。優(yōu)選地，與第一激光束22同時(shí)借助激光器21產(chǎn)生第二激光束23并導(dǎo)向要制造的結(jié)構(gòu)的各位置。在步驟4之前從具有要制造的氫化物儲(chǔ)器16的幾何描述的文件中讀取限定要制造的各結(jié)構(gòu)、空間或平面中的所有點(diǎn)的坐標(biāo)。

在材料13的激光處理后，其凝固并如圖2c中所示形成氫化物儲(chǔ)器16的要制造的結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定化部分23。在該結(jié)構(gòu)的這一部分23穩(wěn)定化后，供給單元14朝方向24回退，然后從儲(chǔ)存容器25放出新材料13。此外，底板15朝方向27向下降低位移26。位移26相當(dāng)于在下一步驟中要制造的子結(jié)構(gòu)的厚度。圖2a至2c中所示的步驟多次重復(fù)，直至制造完成該氫化物儲(chǔ)器。

圖3顯示氫化物儲(chǔ)器，例如氫化物儲(chǔ)器16的結(jié)構(gòu)31的另一實(shí)施方案。結(jié)構(gòu)31包含可氫化材料32以及具有例如三個(gè)通道33的調(diào)溫劑回流管、具有例如三個(gè)通道34的調(diào)溫劑進(jìn)流管、過(guò)濾元件35和供氫通道36的各自部分。此外，結(jié)構(gòu)31具有在過(guò)濾元件35部分和可氫化材料32之間的具有渾圓星形的邊界區(qū)37。此外，結(jié)構(gòu)31具有包圍可氫化材料32的外殼38部分?？梢栽诮Y(jié)構(gòu)31中設(shè)置包含導(dǎo)熱材料39和40，例如石墨的分區(qū)以更好地導(dǎo)熱，其優(yōu)選靠近調(diào)溫劑回流通道33、34和調(diào)溫劑進(jìn)流通道34。

圖4顯示氫化物儲(chǔ)器，例如氫化物儲(chǔ)器16的結(jié)構(gòu)41的另一實(shí)施方案。結(jié)構(gòu)41包含可氫化材料42、具有幾個(gè)通道43的調(diào)溫劑回流管部分、具有幾個(gè)通道44的調(diào)溫劑進(jìn)流管部分、過(guò)濾元件45部分和具有幾個(gè)通道46的供氫部分。此外，結(jié)構(gòu)41具有在過(guò)濾元件45部分和可氫化材料42之間的環(huán)形構(gòu)造的邊界區(qū)47。此外，結(jié)構(gòu)41具有包圍可氫化材料42的外殼48部分。另外可以在圖5中所示的結(jié)構(gòu)41中設(shè)置涂層49以保護(hù)調(diào)溫劑回流管和調(diào)溫劑進(jìn)流管免受氧化。

所要求保護(hù)的方法可優(yōu)選用于制造具有在幾何形式方面變化的結(jié)構(gòu)的氫化物儲(chǔ)器。例如，圖2a-c的氫化物儲(chǔ)器16的結(jié)構(gòu)17可具有圖3的結(jié)構(gòu)31的形狀，且圖2a-c的氫化物儲(chǔ)器16的結(jié)構(gòu)19可具有圖1中所示的氫化物儲(chǔ)器1的結(jié)構(gòu)的形狀。布置在結(jié)構(gòu)17和結(jié)構(gòu)19之間的根據(jù)圖2a-c的結(jié)構(gòu)18可具有在可氫化材料和過(guò)濾材料之間的邊界區(qū)的形狀，其具有圖1的星形邊界區(qū)7和圖3的渾圓星形邊界區(qū)37之間的過(guò)渡形狀。

也可以通過(guò)所要求保護(hù)的方法制造在圖3中所示的結(jié)構(gòu)31和圖4中所示的結(jié)構(gòu)41之間具有過(guò)渡的氫化物儲(chǔ)器。在這種情況下，在布置在結(jié)構(gòu)31和結(jié)構(gòu)41之間的結(jié)構(gòu)中，分別可以制造調(diào)溫劑進(jìn)流通道34、調(diào)溫劑回流通道33和/或供氫通道36之一或所有的分支，以使調(diào)溫劑進(jìn)流通道34、調(diào)溫劑回流通道33和/或供氫通道36相應(yīng)地過(guò)渡到圖4中所示的調(diào)溫劑進(jìn)流、調(diào)溫劑回流和/或供氫的通道44、43和46中。

圖5顯示如何通過(guò)所要求保護(hù)的方法一方面制造具有第一背切52和第二背切53的第一氫化物儲(chǔ)器51，另一方面如何制造緊靠第一氫化物儲(chǔ)器51布置的第二氫化物儲(chǔ)器54。另外顯示3D打印機(jī)61，其具有可氫化材料粉末63的容器62（工作空間）和用于將可氫化材料粉末63供往容器62的供給單元64。在3D打印機(jī)61的底板65上安置氫化物儲(chǔ)器66和包圍氫化物儲(chǔ)器66的外殼67的已制成部分，其中該外殼具有第一背切68和第二背切69。用于制造已制成的結(jié)構(gòu)70、71、72和73和后續(xù)新結(jié)構(gòu)74的各個(gè)工藝步驟對(duì)應(yīng)于圖2的附圖描述中所述的工藝步驟。

附圖顯示具有外殼的氫化物儲(chǔ)器。這種外殼同樣可借助3D打印機(jī)制造。但是，也可以借助3D打印機(jī)制造氫化物儲(chǔ)存元件，然后將其安裝在外殼中。如果外殼具有內(nèi)部的背切/凸起，則其適宜地與氫化物儲(chǔ)存元件和各種通道構(gòu)造（如上所述）在3D打印機(jī)中一起同時(shí)制造。

為了在3D打印機(jī)中加工許多不同的材料，優(yōu)選將它們從不同的儲(chǔ)存容器選擇性輸送到工作空間，在那里將它們加工以制造結(jié)構(gòu)。