মিউনিখের টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি হাইড্রোজেন স্টোরেজ বাড়ানোর জন্য কার্বন ফাইবার কম্পোজিট ব্যবহার করে কনফর্মাল কিউবিক ট্যাঙ্ক তৈরি করছে | কম্পোজিটসের জগৎ

BEV এবং FCEV-এর জন্য স্ট্যান্ডার্ড ফ্ল্যাট-প্ল্যাটফর্ম ট্যাঙ্কগুলিতে থার্মোপ্লাস্টিক এবং থার্মোসেট কম্পোজিট ব্যবহার করা হয় যার কঙ্কাল গঠন ২৫% বেশি H2 সঞ্চয়স্থান প্রদান করে। #হাইড্রোজেন #ট্রেন্ডস
বিএমডব্লিউ-এর সাথে সহযোগিতায় প্রমাণিত হওয়ার পর যে একটি ঘন ট্যাঙ্ক একাধিক ছোট সিলিন্ডারের চেয়ে বেশি আয়তনের দক্ষতা প্রদান করতে পারে, মিউনিখের টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি সিরিয়াল উৎপাদনের জন্য একটি কম্পোজিট কাঠামো এবং একটি স্কেলেবল উৎপাদন প্রক্রিয়া তৈরির জন্য একটি প্রকল্প শুরু করে। চিত্রের কৃতিত্ব: টিইউ ড্রেসডেন (উপরে) বামে), মিউনিখের টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি, কার্বন কম্পোজিট বিভাগ (এলসিসি)
শূন্য-নির্গমন (H2) হাইড্রোজেন দ্বারা চালিত জ্বালানি কোষ বৈদ্যুতিক যানবাহন (FCEVs) শূন্য পরিবেশগত লক্ষ্য অর্জনের জন্য অতিরিক্ত উপায় প্রদান করে। H2 ইঞ্জিন সহ একটি জ্বালানি কোষ যাত্রীবাহী গাড়ি 5-7 মিনিটের মধ্যে পূরণ করা যায় এবং 500 কিলোমিটার পরিসীমা ধারণ করে, তবে বর্তমানে কম উৎপাদনের পরিমাণের কারণে এটি আরও ব্যয়বহুল। খরচ কমানোর একটি উপায় হল BEV এবং FCEV মডেলের জন্য একটি স্ট্যান্ডার্ড প্ল্যাটফর্ম ব্যবহার করা। এটি বর্তমানে সম্ভব নয় কারণ FCEV গুলিতে 700 বারে সংকুচিত H2 গ্যাস (CGH2) সংরক্ষণের জন্য ব্যবহৃত টাইপ 4 নলাকার ট্যাঙ্কগুলি বৈদ্যুতিক যানবাহনের জন্য সাবধানে ডিজাইন করা আন্ডারবডি ব্যাটারি কম্পার্টমেন্টের জন্য উপযুক্ত নয়। তবে, বালিশ এবং কিউব আকারে চাপবাহী জাহাজগুলি এই সমতল প্যাকেজিং স্থানে ফিট করতে পারে।
"কম্পোজিট কনফর্মাল প্রেসার ভেসেল" এর জন্য পেটেন্ট US5577630A, থিওকল কর্পোরেশন কর্তৃক ১৯৯৫ সালে দায়ের করা আবেদন (বামে) এবং আয়তক্ষেত্রাকার প্রেসার ভেসেলটি ২০০৯ সালে (ডানে) BMW কর্তৃক পেটেন্ট করা হয়েছিল।
মিউনিখের টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটির (টিইউএম, মিউনিখ, জার্মানি) কার্বন কম্পোজিট বিভাগ (এলসিসি) এই ধারণাটি বিকাশের জন্য দুটি প্রকল্পে জড়িত। প্রথমটি হল পলিমারস৪হাইড্রোজেন (পি৪এইচ), যার নেতৃত্বে আছেন লিওবেন পলিমার কম্পিটেন্স সেন্টার (পিসিসিএল, লিওবেন, অস্ট্রিয়া)। এলসিসি ওয়ার্ক প্যাকেজের নেতৃত্বে আছেন ফেলো এলিজাবেথ গ্লেস।
দ্বিতীয় প্রকল্পটি হল হাইড্রোজেন ডেমোনস্ট্রেশন অ্যান্ড ডেভেলপমেন্ট এনভায়রনমেন্ট (HyDDen), যেখানে LCC-এর নেতৃত্বে রয়েছেন গবেষক ক্রিশ্চিয়ান জেগার। উভয় প্রকল্পের লক্ষ্য কার্বন ফাইবার কম্পোজিট ব্যবহার করে একটি উপযুক্ত CGH2 ট্যাঙ্ক তৈরির জন্য উৎপাদন প্রক্রিয়ার একটি বৃহৎ আকারের প্রদর্শন তৈরি করা।
স্টিলের লাইনার এবং কার্বন ফাইবার/ইপক্সি কম্পোজিট বাইরের শেল (ডানদিকে) দিয়ে তৈরি ফ্ল্যাট ব্যাটারি সেল (বামে) এবং কিউবিক টাইপ 2 প্রেসার ভেসেলে ছোট ব্যাসের সিলিন্ডার স্থাপন করলে আয়তনের দক্ষতা সীমিত থাকে। চিত্রের উৎস: চিত্র 3 এবং 6 রুফ এবং জারেম্বা প্রমুখের "টাইপ II প্রেসার বক্স ভেসেল উইথ ইন্টারনাল টেনশন লেগস" এর জন্য সংখ্যাসূচক নকশা পদ্ধতি থেকে নেওয়া হয়েছে।
P4H একটি পরীক্ষামূলক কিউব ট্যাঙ্ক তৈরি করেছে যা কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড ইপোক্সিতে মোড়ানো কম্পোজিট টেনশন স্ট্র্যাপ/স্ট্রাট সহ একটি থার্মোপ্লাস্টিক ফ্রেম ব্যবহার করে। হাইডেন একই নকশা ব্যবহার করবে, তবে সমস্ত থার্মোপ্লাস্টিক কম্পোজিট ট্যাঙ্ক তৈরি করতে স্বয়ংক্রিয় ফাইবার লেআউট (AFP) ব্যবহার করবে।
১৯৯৫ সালে থিওকল কর্পোরেশনের পেটেন্ট আবেদন থেকে শুরু করে "কম্পোজিট কনফর্মাল প্রেসার ভেসেল" এবং ১৯৯৭ সালে জার্মান পেটেন্ট DE19749950C2 পর্যন্ত, সংকুচিত গ্যাস জাহাজগুলির "যেকোন জ্যামিতিক বিন্যাস থাকতে পারে", তবে বিশেষ করে সমতল এবং অনিয়মিত আকারের, শেল সাপোর্টের সাথে সংযুক্ত একটি গহ্বরে। উপাদানগুলি ব্যবহার করা হয় যাতে তারা গ্যাসের প্রসারণের বল সহ্য করতে পারে।
২০০৬ সালের লরেন্স লিভারমোর ন্যাশনাল ল্যাবরেটরি (LLNL) এর একটি গবেষণাপত্রে তিনটি পদ্ধতির বর্ণনা দেওয়া হয়েছে: একটি ফিলামেন্ট ক্ষত কনফর্মাল প্রেসার ভেসেল, একটি মাইক্রোল্যাটিক্স প্রেসার ভেসেল যার অভ্যন্তরীণ অর্থোরহম্বিক ল্যাটিস কাঠামো (২ সেমি বা তার কম ছোট কোষ), একটি পাতলা-প্রাচীরযুক্ত H2 ধারক দ্বারা বেষ্টিত, এবং একটি রেপ্লিকেটর ধারক, যার অভ্যন্তরীণ কাঠামো আঠালো ছোট অংশ (যেমন, ষড়ভুজাকার প্লাস্টিকের রিং) এবং পাতলা বাইরের খোলের ত্বকের সংমিশ্রণ দ্বারা গঠিত। ডুপ্লিকেট পাত্রগুলি বৃহত্তর পাত্রের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত যেখানে ঐতিহ্যবাহী পদ্ধতি প্রয়োগ করা কঠিন হতে পারে।
২০০৯ সালে ভক্সওয়াগেন কর্তৃক দাখিল করা পেটেন্ট DE102009057170A একটি যানবাহন-স্থাপিত চাপবাহী জাহাজের বর্ণনা দেয় যা স্থানের ব্যবহার উন্নত করার সাথে সাথে উচ্চ ওজন দক্ষতা প্রদান করবে। আয়তক্ষেত্রাকার ট্যাঙ্কগুলি দুটি আয়তক্ষেত্রাকার বিপরীত দেয়ালের মধ্যে টেনশন সংযোগকারী ব্যবহার করে এবং কোণগুলি গোলাকার।
উপরোক্ত এবং অন্যান্য ধারণাগুলি গ্লাইস ECCM20 (২৬-৩০ জুন, ২০২২, লুসান, সুইজারল্যান্ড) -এ গ্লাইস এট আল-এর "প্রসেস ডেভেলপমেন্ট ফর কিউবিক প্রেসার ভেসেলস উইথ স্ট্রেচ বারস" প্রবন্ধে উদ্ধৃত করেছেন। এই প্রবন্ধে, তিনি মাইকেল রুফ এবং সোভেন জারেম্বা দ্বারা প্রকাশিত একটি TUM গবেষণার উদ্ধৃতি দিয়েছেন, যেখানে দেখা গেছে যে আয়তক্ষেত্রাকার দিকগুলিকে সংযুক্ত করে টেনশন স্ট্রট সহ একটি ঘন চাপের জাহাজ একটি ফ্ল্যাট ব্যাটারির জায়গায় ফিট করা বেশ কয়েকটি ছোট সিলিন্ডারের চেয়ে বেশি দক্ষ, যা প্রায় ২৫% বেশি স্টোরেজ স্পেস প্রদান করে।
গ্লাইসের মতে, একটি ফ্ল্যাট কেসে প্রচুর সংখ্যক ছোট টাইপ 4 সিলিন্ডার স্থাপনের সমস্যা হল "সিলিন্ডারের মধ্যে আয়তন অনেক কমে যায় এবং সিস্টেমে H2 গ্যাসের প্রবেশের পৃষ্ঠও খুব বড় হয়। সামগ্রিকভাবে, সিস্টেমটি ঘন জারের তুলনায় কম স্টোরেজ ক্ষমতা প্রদান করে।"
তবে, ট্যাঙ্কের ঘনক নকশার সাথে অন্যান্য সমস্যাও রয়েছে। "স্পষ্টতই, সংকুচিত গ্যাসের কারণে, আপনাকে সমতল দেয়ালের বাঁকানো শক্তির বিরুদ্ধে লড়াই করতে হবে," গ্লেইস বলেন। "এর জন্য, আপনার একটি শক্তিশালী কাঠামো প্রয়োজন যা ট্যাঙ্কের দেয়ালের সাথে অভ্যন্তরীণভাবে সংযুক্ত থাকে। কিন্তু কম্পোজিটগুলির সাথে এটি করা কঠিন।"
গ্লেস এবং তার দল চাপবাহী জাহাজে রিইনফোর্সিং টেনশন বারগুলিকে এমনভাবে অন্তর্ভুক্ত করার চেষ্টা করেছিল যা ফিলামেন্ট ওয়াইন্ডিং প্রক্রিয়ার জন্য উপযুক্ত হবে। "এটি উচ্চ-ভলিউম উৎপাদনের জন্য গুরুত্বপূর্ণ," তিনি ব্যাখ্যা করেন, "এবং জোনের প্রতিটি লোডের জন্য ফাইবার ওরিয়েন্টেশনকে অপ্টিমাইজ করার জন্য আমাদের কন্টেইনার দেয়ালের ওয়াইন্ডিং প্যাটার্ন ডিজাইন করার অনুমতি দেয়।"
P4H প্রকল্পের জন্য একটি ট্রায়াল কিউবিক কম্পোজিট ট্যাঙ্ক তৈরির চারটি ধাপ। ছবির কৃতিত্ব: "ব্রেস সহ ঘন চাপবাহী জাহাজের জন্য একটি উৎপাদন প্রক্রিয়ার উন্নয়ন", মিউনিখের টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি, পলিমারস4হাইড্রোজেন প্রকল্প, ECCM20, জুন 2022।
অন-চেইন অর্জনের জন্য, দলটি উপরে দেখানো চারটি প্রধান ধাপ নিয়ে একটি নতুন ধারণা তৈরি করেছে। ধাপে কালো রঙে দেখানো টেনশন স্ট্রটগুলি হল একটি পূর্বনির্মাণ ফ্রেম কাঠামো যা MAI স্কেলেট প্রকল্প থেকে নেওয়া পদ্ধতি ব্যবহার করে তৈরি করা হয়েছে। এই প্রকল্পের জন্য, BMW চারটি ফাইবার-রিইনফোর্সড পাল্ট্রাশন রড ব্যবহার করে একটি উইন্ডশিল্ড ফ্রেম "ফ্রেমওয়ার্ক" তৈরি করেছে, যা পরে একটি প্লাস্টিকের ফ্রেমে ঢালাই করা হয়েছিল।
একটি পরীক্ষামূলক ঘনক ট্যাঙ্কের ফ্রেম। TUM দ্বারা মুদ্রিত ষড়ভুজাকার কঙ্কাল অংশ 3D, আনরিইনফোর্সড PLA ফিলামেন্ট (উপরে) ব্যবহার করে, টেনশন ব্রেস (মাঝখানে) হিসাবে CF/PA6 পাল্ট্রাশন রড ঢোকানো হয় এবং তারপর ব্রেসের চারপাশে ফিলামেন্টটি মোড়ানো হয় (নীচে)। চিত্রের কৃতিত্ব: টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি অফ মিউনিখ LCC।
"ধারণাটি হল আপনি একটি ঘন ট্যাঙ্কের ফ্রেমকে একটি মডুলার কাঠামো হিসেবে তৈরি করতে পারেন," গ্লেস বলেন। "এই মডিউলগুলি তারপর একটি ছাঁচনির্মাণ সরঞ্জামে স্থাপন করা হয়, টেনশন স্ট্রটগুলি ফ্রেম মডিউলগুলিতে স্থাপন করা হয় এবং তারপরে MAI স্কেলেটের পদ্ধতি স্ট্রটগুলির চারপাশে ব্যবহার করা হয় যাতে সেগুলিকে ফ্রেমের অংশগুলির সাথে একীভূত করা যায়।" ভর উৎপাদন পদ্ধতি, যার ফলে এমন একটি কাঠামো তৈরি হয় যা স্টোরেজ ট্যাঙ্কের কম্পোজিট শেল মোড়ানোর জন্য ম্যান্ড্রেল বা কোর হিসাবে ব্যবহৃত হয়।
TUM ট্যাঙ্কের ফ্রেমটিকে একটি ঘনকীয় "কুশন" হিসেবে ডিজাইন করেছে যার পাশ শক্ত, গোলাকার কোণ এবং উপরে এবং নীচে একটি ষড়ভুজাকার প্যাটার্ন রয়েছে যার মাধ্যমে টাই ঢোকানো এবং সংযুক্ত করা যেতে পারে। এই র্যাকগুলির গর্তগুলিও 3D প্রিন্ট করা হয়েছিল। "আমাদের প্রাথমিক পরীক্ষামূলক ট্যাঙ্কের জন্য, আমরা পলিল্যাকটিক অ্যাসিড [PLA, একটি জৈব-ভিত্তিক থার্মোপ্লাস্টিক] ব্যবহার করে ষড়ভুজাকার ফ্রেমের অংশগুলি 3D প্রিন্ট করেছি কারণ এটি সহজ এবং সস্তা ছিল," গ্লেস বলেন।
দলটি SGL Carbon (Meitingen, জার্মানি) থেকে টাই হিসেবে ব্যবহারের জন্য 68টি pultruded কার্বন ফাইবার রিইনফোর্সড পলিঅ্যামাইড 6 (PA6) রড কিনেছে। "ধারণাটি পরীক্ষা করার জন্য, আমরা কোনও ছাঁচনির্মাণ করিনি," গ্লাইস বলেন, "বরং কেবল একটি 3D প্রিন্টেড মধুচক্র কোর ফ্রেমে স্পেসার ঢুকিয়ে ইপোক্সি আঠা দিয়ে আঠা দিয়ে আটকে দিয়েছি। এটি ট্যাঙ্কটি ঘুরানোর জন্য একটি ম্যান্ড্রেল সরবরাহ করে।" তিনি উল্লেখ করেছেন যে যদিও এই রডগুলি ঘুরানো তুলনামূলকভাবে সহজ, কিছু উল্লেখযোগ্য সমস্যা রয়েছে যা পরে বর্ণনা করা হবে।
"প্রথম পর্যায়ে, আমাদের লক্ষ্য ছিল নকশার উৎপাদনযোগ্যতা প্রদর্শন করা এবং উৎপাদন ধারণার সমস্যাগুলি চিহ্নিত করা," গ্লেইস ব্যাখ্যা করলেন। "তাই টেনশন স্ট্রটগুলি কঙ্কালের কাঠামোর বাইরের পৃষ্ঠ থেকে বেরিয়ে আসে এবং আমরা ওয়েট ফিলামেন্ট ওয়াইন্ডিং ব্যবহার করে এই কোরের সাথে কার্বন ফাইবার সংযুক্ত করি। এরপর, তৃতীয় ধাপে, আমরা প্রতিটি টাই রডের মাথাটি বাঁকিয়ে রাখি। থার্মোপ্লাস্টিক, তাই আমরা কেবল তাপ ব্যবহার করে মাথাটিকে পুনরায় আকার দিই যাতে এটি চ্যাপ্টা হয়ে যায় এবং মোড়কের প্রথম স্তরে আটকে যায়। তারপর আমরা কাঠামোটি আবার মোড়ানোর জন্য এগিয়ে যাই যাতে সমতল থ্রাস্ট হেডটি ট্যাঙ্কের মধ্যে জ্যামিতিকভাবে আবদ্ধ থাকে। দেয়ালে ল্যামিনেট করা।"
বাঁকানোর জন্য স্পেসার ক্যাপ। ফিলামেন্ট বাঁকানোর সময় ফাইবারগুলিকে জট পাকানো থেকে রক্ষা করার জন্য TUM টেনশন রডের প্রান্তে প্লাস্টিকের ক্যাপ ব্যবহার করে। ছবির কৃতিত্ব: টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি অফ মিউনিখ LCC।
গ্লেস পুনর্ব্যক্ত করেন যে এই প্রথম ট্যাঙ্কটি ধারণার প্রমাণ। "3D প্রিন্টিং এবং আঠার ব্যবহার শুধুমাত্র প্রাথমিক পরীক্ষার জন্য ছিল এবং আমাদের সম্মুখীন হওয়া কয়েকটি সমস্যার ধারণা দিয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, ওয়াইন্ডিংয়ের সময়, ফিলামেন্টগুলি টেনশন রডের প্রান্তে আটকে যায়, যার ফলে ফাইবার ভেঙে যায়, ফাইবারের ক্ষতি হয় এবং এটি মোকাবেলা করার জন্য ফাইবারের পরিমাণ হ্রাস পায়। আমরা প্রথম ওয়াইন্ডিং ধাপের আগে খুঁটিতে স্থাপন করা কয়েকটি প্লাস্টিকের ক্যাপ তৈরির সহায়ক হিসেবে ব্যবহার করি। তারপর, যখন অভ্যন্তরীণ ল্যামিনেট তৈরি করা হয়েছিল, তখন আমরা এই প্রতিরক্ষামূলক ক্যাপগুলি সরিয়ে ফেলি এবং চূড়ান্ত মোড়কের আগে খুঁটির প্রান্তগুলিকে পুনরায় আকার দিই।"
দলটি বিভিন্ন পুনর্গঠন পরিস্থিতি নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করেছিল। "যারা আশেপাশে তাকায় তারা সবচেয়ে ভালো কাজ করে," গ্রেস বলেন। "এছাড়াও, প্রোটোটাইপিং পর্যায়ে, আমরা তাপ প্রয়োগ করতে এবং টাই রডের প্রান্তগুলিকে পুনরায় আকার দেওয়ার জন্য একটি পরিবর্তিত ওয়েল্ডিং টুল ব্যবহার করেছি। একটি গণ উৎপাদন ধারণায়, আপনার কাছে একটি বৃহত্তর টুল থাকবে যা একই সাথে স্ট্রটের সমস্ত প্রান্তকে একটি অভ্যন্তরীণ ফিনিশ ল্যামিনেটে আকৃতি দিতে এবং গঠন করতে পারে।"
ড্রবার হেডগুলিকে নতুন আকার দেওয়া হয়েছে। TUM বিভিন্ন ধারণা নিয়ে পরীক্ষা-নিরীক্ষা করেছে এবং ট্যাঙ্কের ওয়াল ল্যামিনেটের সাথে সংযুক্ত করার জন্য কম্পোজিট টাইগুলির প্রান্তগুলিকে সারিবদ্ধ করার জন্য ওয়েল্ডগুলিকে পরিবর্তন করেছে। ছবির কৃতিত্ব: "ব্রেস সহ ঘন চাপের জাহাজের জন্য একটি উৎপাদন প্রক্রিয়ার বিকাশ", মিউনিখের টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি, পলিমার4হাইড্রোজেন প্রকল্প, ECCM20, জুন 2022।
এইভাবে, প্রথম উইন্ডিং ধাপের পরে ল্যামিনেটটি কিউর করা হয়, পোস্টগুলি পুনরায় আকার দেওয়া হয়, TUM ফিলামেন্টগুলির দ্বিতীয় ওয়াইন্ডিং সম্পূর্ণ করে এবং তারপরে বাইরের ট্যাঙ্কের প্রাচীরের ল্যামিনেটটি দ্বিতীয়বার কিউর করা হয়। দয়া করে মনে রাখবেন যে এটি একটি টাইপ 5 ট্যাঙ্ক ডিজাইন, যার অর্থ এতে গ্যাস বাধা হিসাবে প্লাস্টিকের লাইনার নেই। নীচের পরবর্তী পদক্ষেপ বিভাগে আলোচনাটি দেখুন।
"আমরা প্রথম ডেমোটি ক্রস সেকশনে কেটে সংযুক্ত এলাকাটি ম্যাপ করেছি," গ্লেস বলেন। "ক্লোজআপ থেকে দেখা যাচ্ছে যে ল্যামিনেটের সাথে আমাদের কিছু মানের সমস্যা ছিল, স্ট্রট হেডগুলি অভ্যন্তরীণ ল্যামিনেটের উপর সমতলভাবে পড়ে ছিল না।"
ট্যাঙ্কের ভেতরের এবং বাইরের দেয়ালের ল্যামিনেটের ফাঁকের সমস্যা সমাধান করা। পরিবর্তিত টাই রড হেড পরীক্ষামূলক ট্যাঙ্কের প্রথম এবং দ্বিতীয় বাঁকের মধ্যে ফাঁক তৈরি করে। চিত্রের কৃতিত্ব: টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি অফ মিউনিখ এলসিসি।
এই প্রাথমিক ৪৫০ x ২৯০ x ৮০ মিমি ট্যাঙ্কটি গত গ্রীষ্মে সম্পন্ন হয়েছিল। "আমরা তখন থেকে অনেক অগ্রগতি করেছি, কিন্তু আমাদের এখনও অভ্যন্তরীণ এবং বহিরাগত ল্যামিনেটের মধ্যে একটি ফাঁক রয়েছে," গ্লেস বলেন। "তাই আমরা একটি পরিষ্কার, উচ্চ সান্দ্রতা রজন দিয়ে সেই ফাঁকগুলি পূরণ করার চেষ্টা করেছি। এটি আসলে স্টাড এবং ল্যামিনেটের মধ্যে সংযোগ উন্নত করে, যা যান্ত্রিক চাপকে ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে।"
দলটি ট্যাঙ্কের নকশা এবং প্রক্রিয়া বিকাশ অব্যাহত রেখেছে, যার মধ্যে কাঙ্ক্ষিত উইন্ডিং প্যাটার্নের সমাধানও রয়েছে। "পরীক্ষামূলক ট্যাঙ্কের পাশগুলি সম্পূর্ণরূপে বাঁকানো ছিল না কারণ এই জ্যামিতির জন্য একটি উইন্ডিং পথ তৈরি করা কঠিন ছিল," গ্লেস ব্যাখ্যা করেছেন। "আমাদের প্রাথমিক উইন্ডিং কোণ ছিল 75°, কিন্তু আমরা জানতাম যে এই চাপবাহী জাহাজের লোড পূরণের জন্য একাধিক সার্কিটের প্রয়োজন। আমরা এখনও এই সমস্যার সমাধান খুঁজছি, তবে বর্তমানে বাজারে থাকা সফ্টওয়্যারের সাথে এটি সহজ নয়। এটি একটি পরবর্তী প্রকল্প হতে পারে।"
"আমরা এই উৎপাদন ধারণার সম্ভাব্যতা প্রমাণ করেছি," গ্লেইস বলেন, "কিন্তু ল্যামিনেটের মধ্যে সংযোগ উন্নত করতে এবং টাই রডগুলিকে নতুন আকার দেওয়ার জন্য আমাদের আরও কাজ করতে হবে। "একটি টেস্টিং মেশিনে বাহ্যিক পরীক্ষা। আপনি ল্যামিনেট থেকে স্পেসারগুলি টেনে বের করেন এবং সেই জয়েন্টগুলি কতটা যান্ত্রিক লোড সহ্য করতে পারে তা পরীক্ষা করেন।"
Polymers4Hydrogen প্রকল্পের এই অংশটি ২০২৩ সালের শেষের দিকে সম্পন্ন হবে, এবং সেই সময়ের মধ্যে Gleis দ্বিতীয় প্রদর্শনী ট্যাঙ্কটি সম্পন্ন করার আশা করছেন। মজার বিষয় হল, আজকের নকশাগুলিতে ফ্রেমে ঝরঝরে শক্তিশালী থার্মোপ্লাস্টিক এবং ট্যাঙ্কের দেয়ালে থার্মোসেট কম্পোজিট ব্যবহার করা হয়েছে। এই হাইব্রিড পদ্ধতিটি কি চূড়ান্ত প্রদর্শনী ট্যাঙ্কে ব্যবহার করা হবে? "হ্যাঁ," গ্রেস বলেন। "Polymers4Hydrogen প্রকল্পে আমাদের অংশীদাররা উন্নত হাইড্রোজেন বাধা বৈশিষ্ট্য সহ ইপোক্সি রেজিন এবং অন্যান্য যৌগিক ম্যাট্রিক্স উপকরণ তৈরি করছে।" তিনি এই কাজে কাজ করা দুই অংশীদার, PCCL এবং ট্যাম্পের বিশ্ববিদ্যালয় (ট্যাম্পের, ফিনল্যান্ড) তালিকাভুক্ত করেছেন।
গ্লাইস এবং তার দল এলসিসি কনফর্মাল কম্পোজিট ট্যাঙ্কের দ্বিতীয় হাইডেন প্রকল্পের বিষয়ে জেগারের সাথে তথ্য বিনিময় এবং ধারণা নিয়ে আলোচনা করেছেন।
"আমরা গবেষণা ড্রোনের জন্য একটি কনফর্মাল কম্পোজিট প্রেসার ভেসেল তৈরি করব," জেগার বলেন। "এটি TUM-এর অ্যারোস্পেস এবং জিওডেটিক বিভাগ - LCC এবং হেলিকপ্টার প্রযুক্তি বিভাগের (HT) দুটি বিভাগের মধ্যে একটি সহযোগিতা। প্রকল্পটি 2024 সালের শেষ নাগাদ সম্পন্ন হবে এবং আমরা বর্তমানে প্রেসার ভেসেলটি সম্পন্ন করছি। একটি নকশা যা মহাকাশ এবং স্বয়ংচালিত পদ্ধতির মতো। এই প্রাথমিক ধারণা পর্যায়ের পরে, পরবর্তী পদক্ষেপ হল বিস্তারিত কাঠামোগত মডেলিং করা এবং প্রাচীর কাঠামোর বাধা কর্মক্ষমতা পূর্বাভাস দেওয়া।"
“পুরো ধারণাটি হল একটি হাইব্রিড ফুয়েল সেল এবং ব্যাটারি প্রোপালশন সিস্টেম সহ একটি অনুসন্ধানমূলক ড্রোন তৈরি করা,” তিনি আরও বলেন। এটি উচ্চ শক্তির লোডের সময় (যেমন টেকঅফ এবং অবতরণ) ব্যাটারি ব্যবহার করবে এবং তারপর হালকা লোড ক্রুজিংয়ের সময় ফুয়েল সেল ব্যবহার করবে। “এইচটি টিমের কাছে ইতিমধ্যেই একটি গবেষণা ড্রোন ছিল এবং ব্যাটারি এবং ফুয়েল সেল উভয়ই ব্যবহার করার জন্য পাওয়ারট্রেনটি পুনরায় ডিজাইন করা হয়েছে,” ইয়েগার বলেন। “তারা এই ট্রান্সমিশন পরীক্ষা করার জন্য একটি CGH2 ট্যাঙ্কও কিনেছে।”
“আমার দলকে এমন একটি প্রেসার ট্যাঙ্ক প্রোটোটাইপ তৈরির দায়িত্ব দেওয়া হয়েছিল যা উপযুক্ত হবে, কিন্তু একটি নলাকার ট্যাঙ্কের প্যাকেজিং সমস্যার কারণে নয়,” তিনি ব্যাখ্যা করেন। “একটি চ্যাপ্টা ট্যাঙ্ক ততটা বাতাস প্রতিরোধী নয়। তাই আপনি আরও ভালো উড্ডয়ন কর্মক্ষমতা পাবেন।” ট্যাঙ্কের মাত্রা প্রায় 830 x 350 x 173 মিমি।
সম্পূর্ণ থার্মোপ্লাস্টিক AFP-সম্মত ট্যাঙ্ক। HyDDen প্রকল্পের জন্য, TUM-এর LCC টিম প্রথমে Glace (উপরে) দ্বারা ব্যবহৃত পদ্ধতির অনুরূপ পদ্ধতির অন্বেষণ করেছিল, কিন্তু তারপরে বেশ কয়েকটি কাঠামোগত মডিউলের সংমিশ্রণ ব্যবহার করে একটি পদ্ধতিতে চলে যায়, যা পরে AFP (নীচে) ব্যবহার করে অতিরিক্ত ব্যবহার করা হয়েছিল। চিত্রের কৃতিত্ব: টেকনিক্যাল ইউনিভার্সিটি অফ মিউনিখ LCC।
“একটি ধারণা এলিজাবেথ [গ্লিসের] পদ্ধতির অনুরূপ,” ইয়েগার বলেন, “উচ্চ বাঁকানো শক্তির ক্ষতিপূরণ দেওয়ার জন্য জাহাজের দেয়ালে টেনশন ব্রেস প্রয়োগ করা। তবে, ট্যাঙ্ক তৈরিতে একটি ঘূর্ণন প্রক্রিয়া ব্যবহার করার পরিবর্তে, আমরা AFP ব্যবহার করি। অতএব, আমরা চাপবাহী জাহাজের একটি পৃথক অংশ তৈরি করার কথা ভেবেছিলাম, যেখানে র্যাকগুলি ইতিমধ্যেই একত্রিত করা হয়েছে। এই পদ্ধতির মাধ্যমে আমি এই সমন্বিত মডিউলগুলির বেশ কয়েকটি একত্রিত করতে এবং তারপর চূড়ান্ত AFP ঘূর্ণনের আগে সবকিছু সিল করার জন্য একটি শেষ ক্যাপ প্রয়োগ করতে সক্ষম হয়েছি।”
"আমরা এই ধরণের একটি ধারণা চূড়ান্ত করার চেষ্টা করছি," তিনি আরও বলেন, "এবং উপকরণ নির্বাচনের পরীক্ষাও শুরু করছি, যা H2 গ্যাস অনুপ্রবেশের জন্য প্রয়োজনীয় প্রতিরোধ নিশ্চিত করার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এর জন্য, আমরা মূলত থার্মোপ্লাস্টিক উপকরণ ব্যবহার করি এবং AFP মেশিনে উপাদানটি এই পারমিশন আচরণ এবং প্রক্রিয়াকরণকে কীভাবে প্রভাবিত করবে তা নিয়ে বিভিন্ন কাজ করছি। এই প্রক্রিয়াকরণের কোনও প্রভাব পড়বে কিনা এবং কোনও পোস্ট-প্রসেসিং প্রয়োজন কিনা তা বোঝা গুরুত্বপূর্ণ। আমরা আরও জানতে চাই যে বিভিন্ন স্ট্যাক চাপবাহী জাহাজের মাধ্যমে হাইড্রোজেন পারমিশনকে প্রভাবিত করবে কিনা।"
ট্যাঙ্কটি সম্পূর্ণরূপে থার্মোপ্লাস্টিক দিয়ে তৈরি হবে এবং স্ট্রিপগুলি তেজিন কার্বন ইউরোপ জিএমবিএইচ (উপ্পেরটাল, জার্মানি) দ্বারা সরবরাহ করা হবে। "আমরা তাদের পিপিএস [পলিফেনিলিন সালফাইড], পিইইকে [পলিথার কিটোন] এবং এলএম পিএইকে [কম গলনকারী পলিয়ারিল কিটোন] উপকরণ ব্যবহার করব," ইয়েগার বলেন। "তারপর তুলনা করা হয় কোনটি অনুপ্রবেশ সুরক্ষার জন্য সবচেয়ে ভালো এবং উন্নত কর্মক্ষমতা সম্পন্ন যন্ত্রাংশ তৈরি করে তা দেখার জন্য।" তিনি আশা করেন যে আগামী বছরের মধ্যে পরীক্ষা, কাঠামোগত এবং প্রক্রিয়া মডেলিং এবং প্রথম প্রদর্শন সম্পন্ন করা হবে।
গবেষণা কাজটি COMET মডিউল "Polymers4Hydrogen" (ID 21647053) এর মধ্যে জলবায়ু পরিবর্তন, পরিবেশ, শক্তি, গতিশীলতা, উদ্ভাবন এবং প্রযুক্তি এবং ডিজিটাল প্রযুক্তি ও অর্থনীতি মন্ত্রকের ফেডারেল মন্ত্রণালয়ের COMET প্রোগ্রামের মধ্যে পরিচালিত হয়েছিল। লেখকরা অংশগ্রহণকারী অংশীদারদের ধন্যবাদ জানিয়েছেন Polymer Competency Center Leoben GmbH (PCCL, অস্ট্রিয়া), Montanuniversitaet Leoben (পলিমার ইঞ্জিনিয়ারিং এবং বিজ্ঞান অনুষদ, পলিমার উপকরণ রসায়ন বিভাগ, উপকরণ বিজ্ঞান এবং পলিমার পরীক্ষা বিভাগ), Tampere বিশ্ববিদ্যালয় (প্রকৌশল উপকরণ অনুষদ)। ) বিজ্ঞান), পিক টেকনোলজি এবং Faurecia এই গবেষণা কাজে অবদান রেখেছেন। COMET-Modul অস্ট্রিয়া সরকার এবং স্টাইরিয়া রাজ্য সরকারের অর্থায়নে পরিচালিত হয়।
লোড-বেয়ারিং স্ট্রাকচারের জন্য প্রি-রিইনফোর্সড শিটগুলিতে অবিচ্ছিন্ন ফাইবার থাকে - কেবল কাচ থেকে নয়, কার্বন এবং অ্যারামিড থেকেও।
যৌগিক যন্ত্রাংশ তৈরির অনেক উপায় আছে। অতএব, একটি নির্দিষ্ট অংশের জন্য পদ্ধতির পছন্দ উপাদান, অংশের নকশা এবং শেষ ব্যবহার বা প্রয়োগের উপর নির্ভর করবে। এখানে একটি নির্বাচন নির্দেশিকা দেওয়া হল।
শকার কম্পোজিটস এবং আরএন্ডএম ইন্টারন্যাশনাল একটি পুনর্ব্যবহৃত কার্বন ফাইবার সরবরাহ শৃঙ্খল তৈরি করছে যা শূন্য হত্যা, ভার্জিন ফাইবারের তুলনায় কম খরচে এবং অবশেষে কাঠামোগত বৈশিষ্ট্যের দিক থেকে অবিচ্ছিন্ন ফাইবারের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ দৈর্ঘ্য প্রদান করবে।