Οι τυπικές δεξαμενές επίπεδης πλατφόρμας για BEV και FCEV χρησιμοποιούν θερμοπλαστικά και θερμοσκληρυνόμενα σύνθετα υλικά με σκελετό κατασκευή που παρέχει 25% περισσότερη αποθήκευση H2.#υδρογόνο #τάσεις
Αφού μια συνεργασία με την BMW έδειξε ότι ένα κυβικό ρεζερβουάρ μπορεί να προσφέρει υψηλότερη ογκομετρική απόδοση από πολλούς μικρούς κυλίνδρους, το Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου ξεκίνησε ένα έργο για την ανάπτυξη μιας σύνθετης δομής και μιας κλιμακούμενης διαδικασίας κατασκευής για σειριακή παραγωγή.Πίστωση εικόνας: TU Dresden (πάνω) αριστερά), Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου, Τμήμα Σύνθετων Ανθρακούχων (LCC)
Τα ηλεκτρικά οχήματα με κυψέλες καυσίμου (FCEV) που τροφοδοτούνται από υδρογόνο μηδενικών εκπομπών (H2) παρέχουν πρόσθετα μέσα για την επίτευξη μηδενικών περιβαλλοντικών στόχων.Ένα επιβατικό αυτοκίνητο με κυψέλες καυσίμου με κινητήρα H2 μπορεί να γεμίσει σε 5-7 λεπτά και έχει αυτονομία 500 km, αλλά αυτή τη στιγμή είναι πιο ακριβό λόγω των χαμηλών όγκων παραγωγής.Ένας τρόπος μείωσης του κόστους είναι η χρήση μιας τυπικής πλατφόρμας για μοντέλα BEV και FCEV.Αυτό επί του παρόντος δεν είναι δυνατό επειδή οι κυλινδρικές δεξαμενές τύπου 4 που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση συμπιεσμένου αερίου H2 (CGH2) στα 700 bar σε FCEV δεν είναι κατάλληλες για τις θήκες μπαταριών κάτω από το αμάξωμα που έχουν σχεδιαστεί προσεκτικά για ηλεκτρικά οχήματα.Ωστόσο, δοχεία πίεσης με τη μορφή μαξιλαριών και κύβων μπορούν να χωρέσουν σε αυτόν τον επίπεδο χώρο συσκευασίας.
Ευρεσιτεχνία US5577630A για το "Composite Conformal Pressure Vessel", αίτηση που κατατέθηκε από την Thiokol Corp. το 1995 (αριστερά) και το ορθογώνιο δοχείο πίεσης που κατοχυρώθηκε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας από την BMW το 2009 (δεξιά).
Το Τμήμα Σύνθετων Ανθρακών (LCC) του Τεχνικού Πανεπιστημίου του Μονάχου (TUM, Μόναχο, Γερμανία) συμμετέχει σε δύο έργα για την ανάπτυξη αυτής της ιδέας.Το πρώτο είναι το Polymers4Hydrogen (P4H), με επικεφαλής το Leoben Polymer Competence Center (PCCL, Leoben, Αυστρία).Το πακέτο εργασίας LCC διευθύνεται από τη συνεργάτιδα Elizabeth Glace.
Το δεύτερο έργο είναι το Hydrogen Demonstration and Development Environment (HyDDen), όπου το LCC διευθύνεται από τον Ερευνητή Christian Jaeger.Και οι δύο στοχεύουν στη δημιουργία μιας μεγάλης κλίμακας επίδειξης της διαδικασίας κατασκευής για την κατασκευή μιας κατάλληλης δεξαμενής CGH2 χρησιμοποιώντας σύνθετα υλικά από ανθρακονήματα.
Υπάρχει περιορισμένη ογκομετρική απόδοση όταν τοποθετούνται κύλινδροι μικρής διαμέτρου σε επίπεδες κυψέλες μπαταρίας (αριστερά) και κυβικά δοχεία πίεσης τύπου 2 κατασκευασμένα από χαλύβδινες επενδύσεις και εξωτερικό κέλυφος από ανθρακονήματα/εποξειδικό σύνθετο υλικό (δεξιά).Πηγή εικόνας: Τα σχήματα 3 και 6 προέρχονται από την "Προσέγγιση αριθμητικής σχεδίασης για δοχείο τύπου II Pressure Box Vessel with Internal Tension Legs" των Ruf and Zaremba et al.
Η P4H κατασκεύασε μια πειραματική δεξαμενή κύβου που χρησιμοποιεί ένα θερμοπλαστικό πλαίσιο με σύνθετους ιμάντες/αντηρίδες τάνυσης τυλιγμένες σε εποξειδικό ενισχυμένο με ίνες άνθρακα.Το HyDDen θα χρησιμοποιήσει παρόμοιο σχεδιασμό, αλλά θα χρησιμοποιήσει αυτόματη διάταξη ινών (AFP) για την κατασκευή όλων των θερμοπλαστικών σύνθετων δεξαμενών.
Από μια αίτηση διπλώματος ευρεσιτεχνίας της Thiokol Corp. στο "Composite Conformal Pressure Vessel" το 1995 έως το γερμανικό δίπλωμα ευρεσιτεχνίας DE19749950C2 το 1997, τα δοχεία συμπιεσμένου αερίου "μπορεί να έχουν οποιαδήποτε γεωμετρική διαμόρφωση", αλλά ιδιαίτερα επίπεδα και ακανόνιστα σχήματα, σε μια κοιλότητα που συνδέεται με το .χρησιμοποιούνται στοιχεία ώστε να αντέχουν τη δύναμη διαστολής του αερίου.
Ένα έγγραφο του 2006 Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) περιγράφει τρεις προσεγγίσεις: ένα δοχείο πίεσης με τυλιγμένο νήμα, ένα δοχείο πίεσης μικροπλέγματος που περιέχει μια εσωτερική ορθορομβική δομή πλέγματος (μικρά κύτταρα 2 cm ή λιγότερο), που περιβάλλεται από ένα δοχείο H2 με λεπτό τοίχωμα. και ένα δοχείο αντιγραφέα, που αποτελείται από μια εσωτερική δομή που αποτελείται από κολλημένα μικρά μέρη (π.χ. εξαγωνικοί πλαστικοί δακτύλιοι) και μια σύνθεση από λεπτό δέρμα εξωτερικού κελύφους.Τα διπλά δοχεία είναι τα καλύτερα κατάλληλα για μεγαλύτερα δοχεία όπου οι παραδοσιακές μέθοδοι μπορεί να είναι δύσκολο να εφαρμοστούν.
Το δίπλωμα ευρεσιτεχνίας DE102009057170A που κατατέθηκε από τη Volkswagen το 2009 περιγράφει ένα δοχείο πίεσης τοποθετημένο σε όχημα που θα παρέχει υψηλή απόδοση βάρους, βελτιώνοντας παράλληλα τη χρήση του χώρου.Οι ορθογώνιες δεξαμενές χρησιμοποιούν συνδετήρες τάσης μεταξύ δύο ορθογώνιων απέναντι τοίχων και οι γωνίες είναι στρογγυλεμένες.
Οι παραπάνω και άλλες έννοιες αναφέρονται από τον Gleiss στην εργασία «Process Development for Cubic Pressure Vessels with Stretch Bars» των Gleiss et al.στο ECCM20 (26-30 Ιουνίου 2022, Λωζάνη, Ελβετία).Σε αυτό το άρθρο, παραθέτει μια μελέτη TUM που δημοσιεύτηκε από τους Michael Roof και Sven Zaremba, η οποία διαπίστωσε ότι ένα κυβικό δοχείο πίεσης με αντηρίδες τάσης που συνδέουν ορθογώνιες πλευρές είναι πιο αποτελεσματικό από αρκετούς μικρούς κυλίνδρους που χωρούν στο χώρο μιας επίπεδης μπαταρίας, παρέχοντας περίπου 25 % περισσότερο.χώρος αποθήκευσης.
Σύμφωνα με τον Gleiss, το πρόβλημα με την εγκατάσταση μεγάλου αριθμού κυλίνδρων μικρών τύπου 4 σε επίπεδη θήκη είναι ότι «ο όγκος μεταξύ των κυλίνδρων μειώνεται πολύ και το σύστημα έχει επίσης πολύ μεγάλη επιφάνεια διείσδυσης αερίου H2.Συνολικά, το σύστημα παρέχει λιγότερη χωρητικότητα αποθήκευσης από τα κυβικά βάζα.»
Ωστόσο, υπάρχουν και άλλα προβλήματα με τον κυβικό σχεδιασμό του ρεζερβουάρ.«Προφανώς, λόγω του συμπιεσμένου αερίου, πρέπει να εξουδετερώσετε τις δυνάμεις κάμψης στους επίπεδους τοίχους», είπε ο Gleiss.«Για αυτό, χρειάζεστε μια ενισχυμένη δομή που συνδέεται εσωτερικά με τα τοιχώματα της δεξαμενής.Αλλά αυτό είναι δύσκολο να γίνει με τα σύνθετα».
Η Glace και η ομάδα της προσπάθησαν να ενσωματώσουν ενισχυτικές ράβδους τάσης στο δοχείο πίεσης με τρόπο που θα ήταν κατάλληλος για τη διαδικασία περιέλιξης του νήματος.«Αυτό είναι σημαντικό για την παραγωγή μεγάλου όγκου», εξηγεί, «και μας επιτρέπει επίσης να σχεδιάσουμε το σχέδιο περιέλιξης των τοιχωμάτων του δοχείου για να βελτιστοποιήσουμε τον προσανατολισμό των ινών για κάθε φορτίο στη ζώνη».
Τέσσερα βήματα για να φτιάξετε μια δοκιμαστική κυβική σύνθετη δεξαμενή για το έργο P4H.Πίστωση εικόνας: «Ανάπτυξη μιας διαδικασίας παραγωγής για κυβικά δοχεία πίεσης με στήριγμα», Τεχνικό Πανεπιστήμιο Μονάχου, έργο Polymers4Hydrogen, ECCM20, Ιούνιος 2022.
Για να επιτύχει on-chain, η ομάδα έχει αναπτύξει μια νέα ιδέα που αποτελείται από τέσσερα κύρια βήματα, όπως φαίνεται παραπάνω.Οι αντηρίδες τάνυσης, που φαίνονται με μαύρο χρώμα στα σκαλοπάτια, είναι μια προκατασκευασμένη δομή πλαισίου που κατασκευάζεται με μεθόδους που λαμβάνονται από το έργο MAI Skelett.Για αυτό το έργο, η BMW ανέπτυξε ένα «πλαίσιο» πλαισίου παρμπρίζ χρησιμοποιώντας τέσσερις ράβδους εξώθησης ενισχυμένες με ίνες, οι οποίες στη συνέχεια διαμορφώθηκαν σε πλαστικό πλαίσιο.
Το πλαίσιο μιας πειραματικής κυβικής δεξαμενής.Εξαγωνικά σκελετικά τμήματα 3D εκτυπωμένα με TUM χρησιμοποιώντας μη ενισχυμένο νήμα PLA (επάνω), εισάγοντας ράβδους εξώθησης CF/PA6 ως νάρθηκες τάνυσης (μέση) και στη συνέχεια τυλίγοντας το νήμα γύρω από τα σιδεράκια (κάτω).Πίστωση εικόνας: Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου LCC.
"Η ιδέα είναι ότι μπορείτε να φτιάξετε το πλαίσιο μιας κυβικής δεξαμενής ως μια αρθρωτή δομή", είπε ο Glace.«Αυτές οι μονάδες τοποθετούνται στη συνέχεια σε ένα εργαλείο καλουπώματος, οι αντηρίδες τάνυσης τοποθετούνται στις μονάδες πλαισίου και στη συνέχεια η μέθοδος της MAI Skelett χρησιμοποιείται γύρω από τα στηρίγματα για να τα ενσωματώσει με τα μέρη του πλαισίου».μέθοδο μαζικής παραγωγής, με αποτέλεσμα μια δομή που στη συνέχεια χρησιμοποιείται ως άξονας ή πυρήνας για την περιτύλιξη του σύνθετου κελύφους της δεξαμενής αποθήκευσης.
Η TUM σχεδίασε το πλαίσιο της δεξαμενής ως ένα κυβικό «μαξιλάρι» με συμπαγείς πλευρές, στρογγυλεμένες γωνίες και ένα εξαγωνικό σχέδιο στο πάνω και στο κάτω μέρος, μέσω του οποίου μπορούν να εισαχθούν και να στερεωθούν οι δεσμοί.Οι τρύπες για αυτά τα ράφια εκτυπώθηκαν επίσης 3D.«Για την αρχική μας πειραματική δεξαμενή, εκτυπώσαμε 3D εξαγωνικά τμήματα πλαισίου χρησιμοποιώντας πολυγαλακτικό οξύ [PLA, ένα θερμοπλαστικό βιολογικής βάσης] επειδή ήταν εύκολο και φθηνό», είπε ο Glace.
Η ομάδα αγόρασε 68 ράβδους πολυαμιδίου 6 (PA6) ενισχυμένες με ίνες άνθρακα από την SGL Carbon (Meitingen, Γερμανία) για χρήση ως δέσιμο.«Για να δοκιμάσουμε την ιδέα, δεν κάναμε χύτευση», λέει ο Gleiss, «αλλά απλώς εισάγαμε αποστάτες σε ένα τρισδιάστατο εκτυπωμένο πλαίσιο πυρήνα κηρήθρας και τα κολλήσαμε με εποξειδική κόλλα.Αυτό παρέχει στη συνέχεια έναν άξονα για το τύλιγμα της δεξαμενής."Σημειώνει ότι αν και αυτές οι ράβδοι είναι σχετικά εύκολο να τυλιχτούν, υπάρχουν ορισμένα σημαντικά προβλήματα που θα περιγραφούν αργότερα.
«Στο πρώτο στάδιο, στόχος μας ήταν να δείξουμε την κατασκευαστική ικανότητα του σχεδιασμού και να εντοπίσουμε προβλήματα στην ιδέα παραγωγής», εξήγησε ο Gleiss.«Έτσι οι αντηρίδες τάνυσης προεξέχουν από την εξωτερική επιφάνεια της σκελετικής δομής και προσαρμόζουμε τις ίνες άνθρακα σε αυτόν τον πυρήνα χρησιμοποιώντας τύλιγμα υγρού νήματος.Μετά από αυτό, στο τρίτο βήμα, λυγίζουμε το κεφάλι κάθε ράβδου.θερμοπλαστικό, έτσι απλά χρησιμοποιούμε θερμότητα για να αναδιαμορφώσουμε το κεφάλι έτσι ώστε να ισιώνει και να ασφαλίζει στην πρώτη στρώση περιτυλίγματος.Στη συνέχεια προχωράμε στο τύλιγμα της δομής ξανά έτσι ώστε η επίπεδη κεφαλή ώθησης να περικλείεται γεωμετρικά μέσα στη δεξαμενή.laminate στους τοίχους.
Αποστάτης για τύλιγμα.Το TUM χρησιμοποιεί πλαστικά καπάκια στα άκρα των ράβδων τάνυσης για να αποτρέψει το μπέρδεμα των ινών κατά την περιέλιξη του νήματος.Πίστωση εικόνας: Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου LCC.
Ο Γκλέις επανέλαβε ότι αυτή η πρώτη δεξαμενή ήταν μια απόδειξη της ιδέας.«Η χρήση της τρισδιάστατης εκτύπωσης και της κόλλας ήταν μόνο για αρχική δοκιμή και μας έδωσε μια ιδέα για μερικά από τα προβλήματα που αντιμετωπίσαμε.Για παράδειγμα, κατά τη διάρκεια της περιέλιξης, τα νημάτια πιάστηκαν από τα άκρα των ράβδων τάνυσης, προκαλώντας θραύση της ίνας, ζημιά στις ίνες και μειώνοντας την ποσότητα της ίνας για να αντιμετωπιστεί αυτό.χρησιμοποιήσαμε μερικά πλαστικά καπάκια ως βοηθήματα κατασκευής που τοποθετήθηκαν στους στύλους πριν από το πρώτο βήμα περιέλιξης. Στη συνέχεια, όταν φτιάχτηκαν τα εσωτερικά ελάσματα, αφαιρέσαμε αυτά τα προστατευτικά καπάκια και αναδιαμορφώσαμε τα άκρα των πόλων πριν από την τελική περιτύλιξη.»
Η ομάδα πειραματίστηκε με διάφορα σενάρια ανακατασκευής.«Αυτοί που κοιτάζουν τριγύρω δουλεύουν καλύτερα», λέει η Γκρέις.«Επίσης, κατά τη φάση δημιουργίας πρωτοτύπων, χρησιμοποιήσαμε ένα τροποποιημένο εργαλείο συγκόλλησης για να εφαρμόσουμε θερμότητα και να αναδιαμορφώσουμε τα άκρα της ράβδου σύνδεσης.Σε μια ιδέα μαζικής παραγωγής, θα έχετε ένα μεγαλύτερο εργαλείο που μπορεί να διαμορφώσει και να διαμορφώσει όλα τα άκρα των αντηρίδων σε ένα εσωτερικό φινίρισμα laminate ταυτόχρονα..”
Τα κεφάλια της ράβδου συρταριού αναδιαμορφώθηκαν.Το TUM πειραματίστηκε με διαφορετικές έννοιες και τροποποίησε τις συγκολλήσεις για να ευθυγραμμίσει τα άκρα των σύνθετων δεσμών για προσάρτηση στο laminate του τοιχώματος της δεξαμενής.Πίστωση εικόνας: «Ανάπτυξη μιας διαδικασίας παραγωγής για κυβικά δοχεία πίεσης με στήριγμα», Τεχνικό Πανεπιστήμιο Μονάχου, έργο Polymers4Hydrogen, ECCM20, Ιούνιος 2022.
Έτσι, το πολυστρωματικό υλικό ωριμάζει μετά το πρώτο βήμα περιέλιξης, οι στύλοι επανασχηματίζονται, το TUM ολοκληρώνει τη δεύτερη περιέλιξη των νημάτων και στη συνέχεια το έλασμα του εξωτερικού τοιχώματος της δεξαμενής ωριμάζει για δεύτερη φορά.Λάβετε υπόψη ότι πρόκειται για σχέδιο δεξαμενής τύπου 5, πράγμα που σημαίνει ότι δεν διαθέτει πλαστική επένδυση ως φράγμα αερίου.Δείτε τη συζήτηση στην ενότητα Επόμενα βήματα παρακάτω.
«Κόψαμε την πρώτη επίδειξη σε διατομές και χαρτογραφήσαμε τη συνδεδεμένη περιοχή», είπε ο Glace.«Ένα κοντινό πλάνο δείχνει ότι είχαμε κάποια ποιοτικά προβλήματα με το laminate, με τις κεφαλές των γόνατων να μην βρίσκονται επίπεδες στο εσωτερικό laminate».
Επίλυση προβλημάτων με κενά μεταξύ του laminate των εσωτερικών και εξωτερικών τοιχωμάτων της δεξαμενής.Η τροποποιημένη κεφαλή της ράβδου σύνδεσης δημιουργεί ένα κενό μεταξύ της πρώτης και της δεύτερης στροφής της πειραματικής δεξαμενής.Πίστωση εικόνας: Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου LCC.
Αυτή η αρχική δεξαμενή 450 x 290 x 80 mm ολοκληρώθηκε το περασμένο καλοκαίρι.«Έχουμε κάνει μεγάλη πρόοδο από τότε, αλλά εξακολουθούμε να έχουμε ένα κενό μεταξύ εσωτερικού και εξωτερικού laminate», είπε ο Glace.«Έτσι προσπαθήσαμε να γεμίσουμε αυτά τα κενά με μια καθαρή ρητίνη υψηλού ιξώδους.Αυτό βελτιώνει πραγματικά τη σύνδεση μεταξύ των καρφιών και του laminate, γεγονός που αυξάνει σημαντικά τη μηχανική καταπόνηση.»
Η ομάδα συνέχισε να αναπτύσσει τον σχεδιασμό και τη διαδικασία της δεξαμενής, συμπεριλαμβανομένων λύσεων για το επιθυμητό σχέδιο περιέλιξης."Οι πλευρές της δεξαμενής δοκιμής δεν ήταν πλήρως κυρτωμένες επειδή ήταν δύσκολο για αυτήν τη γεωμετρία να δημιουργήσει μια διαδρομή με στροφές", εξήγησε ο Glace.«Η αρχική μας γωνία περιέλιξης ήταν 75°, αλλά γνωρίζαμε ότι απαιτούνταν πολλαπλά κυκλώματα για να καλυφθεί το φορτίο σε αυτό το δοχείο πίεσης.Εξακολουθούμε να αναζητούμε μια λύση σε αυτό το πρόβλημα, αλλά δεν είναι εύκολο με το λογισμικό που κυκλοφορεί αυτή τη στιγμή στην αγορά.Μπορεί να γίνει ένα έργο παρακολούθησης.
«Έχουμε αποδείξει τη σκοπιμότητα αυτής της ιδέας παραγωγής», λέει ο Gleiss, «αλλά πρέπει να εργαστούμε περαιτέρω για να βελτιώσουμε τη σύνδεση μεταξύ του laminate και να αναδιαμορφώσουμε τις ράβδους σύνδεσης.«Εξωτερική δοκιμή σε μια μηχανή δοκιμών.Τραβάτε τα διαχωριστικά από το laminate και δοκιμάζετε τα μηχανικά φορτία που μπορούν να αντέξουν αυτοί οι σύνδεσμοι.»
Αυτό το μέρος του έργου Polymers4Hydrogen θα ολοκληρωθεί στα τέλη του 2023, οπότε ο Gleis ελπίζει να ολοκληρώσει τη δεύτερη δεξαμενή επίδειξης.Είναι ενδιαφέρον ότι τα σχέδια σήμερα χρησιμοποιούν καθαρά ενισχυμένα θερμοπλαστικά στο πλαίσιο και θερμοσκληρυνόμενα σύνθετα υλικά στα τοιχώματα της δεξαμενής.Θα χρησιμοποιηθεί αυτή η υβριδική προσέγγιση στην τελική δεξαμενή επίδειξης;«Ναι», είπε η Γκρέις.«Οι συνεργάτες μας στο έργο Polymers4Hydrogen αναπτύσσουν εποξειδικές ρητίνες και άλλα σύνθετα υλικά μήτρας με καλύτερες ιδιότητες φραγμού υδρογόνου».Απαριθμεί δύο συνεργάτες που εργάζονται σε αυτό το έργο, το PCCL και το Πανεπιστήμιο του Τάμπερε (Τάμπερε, Φινλανδία).
Η Gleiss και η ομάδα της αντάλλαξαν επίσης πληροφορίες και συζήτησαν ιδέες με τον Jaeger για το δεύτερο έργο HyDDen από τη σύμμορφη σύνθετη δεξαμενή LCC.
«Θα παράγουμε ένα σύμμορφο σύνθετο δοχείο πίεσης για ερευνητικά drones», λέει ο Jaeger.«Πρόκειται για μια συνεργασία μεταξύ των δύο τμημάτων του Τμήματος Αεροδιαστημικής και Γεωδαιτικής του TUM – LCC και του Τμήματος Τεχνολογίας Ελικοπτέρων (HT).Το έργο θα ολοκληρωθεί μέχρι το τέλος του 2024 και αυτή τη στιγμή ολοκληρώνουμε το δοχείο πίεσης.ένα σχέδιο που είναι περισσότερο μια προσέγγιση αεροδιαστημικής και αυτοκινήτου.Μετά από αυτό το αρχικό στάδιο ιδέας, το επόμενο βήμα είναι να εκτελέσετε λεπτομερή δομική μοντελοποίηση και να προβλέψετε την απόδοση φραγμού της δομής του τοίχου.»
«Η όλη ιδέα είναι να αναπτυχθεί ένα εξερευνητικό drone με υβριδικό σύστημα πρόωσης κυψελών καυσίμου και μπαταρίας», συνέχισε.Θα χρησιμοποιεί την μπαταρία κατά τη διάρκεια φορτίων υψηλής ισχύος (δηλαδή απογείωση και προσγείωση) και στη συνέχεια θα μεταβεί στην κυψέλη καυσίμου κατά τη διάρκεια πλεύσης με ελαφρύ φορτίο.«Η ομάδα HT είχε ήδη ένα ερευνητικό drone και επανασχεδίασε το σύστημα μετάδοσης κίνησης για να χρησιμοποιεί τόσο μπαταρίες όσο και κυψέλες καυσίμου», είπε ο Yeager.«Αγόρασαν επίσης μια δεξαμενή CGH2 για να δοκιμάσουν αυτή τη μετάδοση».
«Η ομάδα μου είχε επιφορτιστεί με την κατασκευή ενός πρωτοτύπου δεξαμενής πίεσης που θα ταιριάζει, αλλά όχι λόγω των προβλημάτων συσκευασίας που θα δημιουργούσε μια κυλινδρική δεξαμενή», εξηγεί.«Μια πιο επίπεδη δεξαμενή δεν προσφέρει τόση αντίσταση στον αέρα.Έτσι έχετε καλύτερη απόδοση πτήσης.»Διαστάσεις δεξαμενής περίπου.830 x 350 x 173 χλστ.
Πλήρως θερμοπλαστική δεξαμενή συμβατή με AFP.Για το έργο HyDDen, η ομάδα LCC στο TUM διερεύνησε αρχικά μια παρόμοια προσέγγιση με αυτή που χρησιμοποιούσε ο Glace (παραπάνω), αλλά στη συνέχεια μεταπήδησε σε μια προσέγγιση χρησιμοποιώντας έναν συνδυασμό πολλών δομικών μονάδων, οι οποίες στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκαν υπερβολικά χρησιμοποιώντας το AFP (παρακάτω).Πίστωση εικόνας: Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου LCC.
«Μια ιδέα είναι παρόμοια με την προσέγγιση της Elisabeth [Gleiss]», λέει ο Yager, «να εφαρμόσουμε στηρίγματα τάσης στο τοίχωμα του αγγείου για να αντισταθμίσουμε τις υψηλές δυνάμεις κάμψης.Ωστόσο, αντί να χρησιμοποιούμε μια διαδικασία περιέλιξης για την κατασκευή της δεξαμενής, χρησιμοποιούμε AFP.Ως εκ τούτου, σκεφτήκαμε να δημιουργήσουμε ένα ξεχωριστό τμήμα του δοχείου πίεσης, στο οποίο τα ράφια είναι ήδη ενσωματωμένα.Αυτή η προσέγγιση μου επέτρεψε να συνδυάσω αρκετές από αυτές τις ενσωματωμένες μονάδες και στη συνέχεια να εφαρμόσω ένα ακραίο καπάκι για να σφραγίσω τα πάντα πριν από την τελική περιέλιξη AFP."
«Προσπαθούμε να ολοκληρώσουμε μια τέτοια ιδέα», συνέχισε, «και επίσης να αρχίσουμε να δοκιμάζουμε την επιλογή των υλικών, κάτι που είναι πολύ σημαντικό για να διασφαλίσουμε την απαραίτητη αντίσταση στη διείσδυση του αερίου H2.Για αυτό, χρησιμοποιούμε κυρίως θερμοπλαστικά υλικά και επεξεργαζόμαστε διάφορους τρόπους με τους οποίους το υλικό θα επηρεάσει αυτή τη συμπεριφορά διείσδυσης και την επεξεργασία στη μηχανή AFP.Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε εάν η θεραπεία θα έχει αποτέλεσμα και εάν απαιτείται κάποια μετεπεξεργασία.Θέλουμε επίσης να γνωρίζουμε εάν διαφορετικές στοίβες θα επηρεάσουν τη διείσδυση του υδρογόνου μέσω του δοχείου πίεσης.»
Η δεξαμενή θα είναι εξ ολοκλήρου κατασκευασμένη από θερμοπλαστικό και οι ταινίες θα προμηθεύονται από την Teijin Carbon Europe GmbH (Wuppertal, Γερμανία).«Θα χρησιμοποιήσουμε τα υλικά PPS [σουλφίδιο πολυφαινυλενίου], PEEK [πολυαιθερική κετόνη] και LM PAEK [πολυαρυλκετόνη χαμηλής τήξης]», είπε ο Yager.«Στη συνέχεια γίνονται συγκρίσεις για να δούμε ποιο είναι καλύτερο για προστασία από διείσδυση και παραγωγή εξαρτημάτων με καλύτερη απόδοση».Ελπίζει να ολοκληρώσει τις δοκιμές, τη μοντελοποίηση δομικών και διαδικασιών και τις πρώτες επιδείξεις εντός του επόμενου έτους.
Η ερευνητική εργασία πραγματοποιήθηκε στο πλαίσιο της ενότητας COMET «Polymers4Hydrogen» (ID 21647053) στο πλαίσιο του προγράμματος COMET του Ομοσπονδιακού Υπουργείου Κλιματικής Αλλαγής, Περιβάλλοντος, Ενέργειας, Κινητικότητας, Καινοτομίας και Τεχνολογίας και του Ομοσπονδιακού Υπουργείου Ψηφιακής Τεχνολογίας και Οικονομίας..Οι συγγραφείς ευχαριστούν τους συμμετέχοντες εταίρους Polymer Competence Center Leoben GmbH (PCCL, Αυστρία), Montanuniversitaet Leoben (Σχολή Μηχανικής και Επιστήμης Πολυμερών, Τμήμα Χημείας Πολυμερών Υλικών, Τμήμα Επιστήμης Υλικών και Δοκιμών Πολυμερών), Πανεπιστήμιο του Τάμπερε (Σχολή Μηχανικών Υλικά).) Science), Peak Technology και Faurecia συνέβαλαν σε αυτήν την ερευνητική εργασία.Το COMET-Modul χρηματοδοτείται από την κυβέρνηση της Αυστρίας και την κυβέρνηση του κρατιδίου της Στυρίας.
Τα προενισχυμένα φύλλα για φέρουσες κατασκευές περιέχουν συνεχείς ίνες – όχι μόνο από γυαλί, αλλά και από άνθρακα και αραμίδιο.
Υπάρχουν πολλοί τρόποι κατασκευής σύνθετων εξαρτημάτων.Επομένως, η επιλογή της μεθόδου για ένα συγκεκριμένο εξάρτημα θα εξαρτηθεί από το υλικό, τον σχεδιασμό του εξαρτήματος και την τελική χρήση ή εφαρμογή.Εδώ είναι ένας οδηγός επιλογής.
Η Shocker Composites και η R&M International αναπτύσσουν μια αλυσίδα εφοδιασμού ανακυκλωμένων ινών άνθρακα που παρέχει μηδενική σφαγή, χαμηλότερο κόστος από τις παρθένες ίνες και τελικά θα προσφέρει μήκη που προσεγγίζουν τις συνεχείς ίνες σε δομικές ιδιότητες.
Ώρα δημοσίευσης: Μαρ-15-2023