म्युनिकच्या टेक्निकल युनिव्हर्सिटीने हायड्रोजन साठवण वाढवण्यासाठी कार्बन फायबर कंपोझिट वापरून कॉन्फॉर्मल क्यूबिक टँक विकसित केले | कंपोझिटचे जग

BEV आणि FCEV साठी मानक फ्लॅट-प्लॅटफॉर्म टाक्या थर्माप्लास्टिक आणि थर्मोसेट कंपोझिट वापरतात ज्यांचे स्केलेटन कन्स्ट्रक्शन २५% जास्त H2 स्टोरेज प्रदान करते. #हायड्रोजन #ट्रेंड
बीएमडब्ल्यूसोबतच्या सहकार्याने हे दाखवून दिल्यानंतर की एक क्यूबिक टँक अनेक लहान सिलेंडर्सपेक्षा जास्त व्हॉल्यूमेट्रिक कार्यक्षमता देऊ शकते, म्युनिकच्या टेक्निकल युनिव्हर्सिटीने सीरियल उत्पादनासाठी कंपोझिट स्ट्रक्चर आणि स्केलेबल मॅन्युफॅक्चरिंग प्रक्रिया विकसित करण्याचा प्रकल्प सुरू केला. प्रतिमा क्रेडिट: टीयू ड्रेस्डेन (वर) डावीकडे), म्युनिकचे टेक्निकल युनिव्हर्सिटी, कार्बन कंपोझिट्स विभाग (एलसीसी)
शून्य-उत्सर्जन (H2) हायड्रोजनद्वारे चालणारी इंधन सेल इलेक्ट्रिक वाहने (FCEVs) शून्य पर्यावरणीय लक्ष्ये साध्य करण्यासाठी अतिरिक्त साधने प्रदान करतात. H2 इंजिन असलेली इंधन सेल प्रवासी कार 5-7 मिनिटांत भरता येते आणि 500 ​​किमीची रेंज असते, परंतु सध्या कमी उत्पादन खंडांमुळे ती महाग आहे. खर्च कमी करण्याचा एक मार्ग म्हणजे BEV आणि FCEV मॉडेल्ससाठी मानक प्लॅटफॉर्म वापरणे. सध्या हे शक्य नाही कारण FCEVs मध्ये 700 बारवर कॉम्प्रेस्ड H2 गॅस (CGH2) साठवण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या टाइप 4 दंडगोलाकार टाक्या इलेक्ट्रिक वाहनांसाठी काळजीपूर्वक डिझाइन केलेल्या अंडरबॉडी बॅटरी कंपार्टमेंटसाठी योग्य नाहीत. तथापि, उशा आणि क्यूब्सच्या स्वरूपात प्रेशर व्हेल्स या सपाट पॅकेजिंग जागेत बसू शकतात.
"कंपोझिट कॉन्फॉर्मल प्रेशर व्हेसल" साठी पेटंट US5577630A, १९९५ मध्ये थिओकोल कॉर्पने दाखल केलेला अर्ज (डावीकडे) आणि २००९ मध्ये BMW ने पेटंट केलेले आयताकृती प्रेशर व्हेसल (उजवीकडे).
म्युनिकच्या टेक्निकल युनिव्हर्सिटी (TUM, म्युनिक, जर्मनी) चा कार्बन कंपोझिट विभाग (LCC) ही संकल्पना विकसित करण्यासाठी दोन प्रकल्पांमध्ये सहभागी आहे. पहिला प्रकल्प म्हणजे Polymers4Hydrogen (P4H), ज्याचे नेतृत्व लिओबेन पॉलिमर कॉम्पिटन्स सेंटर (PCCL, लिओबेन, ऑस्ट्रिया) करत आहे. LCC वर्क पॅकेजचे नेतृत्व फेलो एलिझाबेथ ग्लेस करत आहेत.
दुसरा प्रकल्प हायड्रोजन प्रात्यक्षिक आणि विकास पर्यावरण (HyDDen) आहे, जिथे LCC चे नेतृत्व संशोधक ख्रिश्चन जेगर करतात. दोन्ही प्रकल्पांचे उद्दिष्ट कार्बन फायबर कंपोझिट वापरून योग्य CGH2 टाकी बनवण्यासाठी उत्पादन प्रक्रियेचे मोठ्या प्रमाणात प्रात्यक्षिक तयार करणे आहे.
स्टील लाइनर्स आणि कार्बन फायबर/इपॉक्सी कंपोझिट बाह्य कवच (उजवीकडे) पासून बनवलेल्या फ्लॅट बॅटरी सेल्स (डावीकडे) आणि क्यूबिक टाइप २ प्रेशर व्हेसल्समध्ये लहान व्यासाचे सिलेंडर्स बसवले जातात तेव्हा मर्यादित व्हॉल्यूमेट्रिक कार्यक्षमता असते. प्रतिमा स्रोत: आकृती ३ आणि ६ रुफ आणि झारेम्बा एट अल द्वारे "इंटर्नल टेन्शन लेग्जसह टाइप II प्रेशर बॉक्स व्हेसेलसाठी संख्यात्मक डिझाइन दृष्टिकोन" मधून आहेत.
P4H ने एक प्रायोगिक क्यूब टँक तयार केला आहे जो कार्बन फायबर रिइन्फोर्स्ड इपॉक्सीमध्ये गुंडाळलेल्या कंपोझिट टेंशन स्ट्रॅप्स/स्ट्रट्ससह थर्मोप्लास्टिक फ्रेम वापरतो. हायडडेन समान डिझाइन वापरेल, परंतु सर्व थर्मोप्लास्टिक कंपोझिट टँक तयार करण्यासाठी ऑटोमॅटिक फायबर लेअप (AFP) वापरेल.
१९९५ मध्ये थिओकोल कॉर्पने पेटंट अर्ज केल्यापासून ते "कंपोझिट कॉन्फॉर्मल प्रेशर व्हेसेल" आणि १९९७ मध्ये जर्मन पेटंट DE19749950C2 पर्यंत, संकुचित वायू वाहिन्यांमध्ये "कोणत्याही भौमितिक संरचना असू शकते", परंतु विशेषतः सपाट आणि अनियमित आकार, शेल सपोर्टशी जोडलेल्या पोकळीत. घटकांचा वापर केला जातो जेणेकरून ते वायूच्या विस्ताराच्या शक्तीचा सामना करू शकतील.
२००६ च्या लॉरेन्स लिव्हरमोर नॅशनल लॅबोरेटरी (LLNL) च्या एका पेपरमध्ये तीन पद्धतींचे वर्णन केले आहे: एक फिलामेंट जखमेचा कॉन्फॉर्मल प्रेशर वेसल, एक मायक्रोलॅटिस प्रेशर वेसल ज्यामध्ये अंतर्गत ऑर्थोरोम्बिक जाळीची रचना (२ सेमी किंवा त्यापेक्षा कमी आकाराचे लहान पेशी), पातळ-भिंतीच्या H2 कंटेनरने वेढलेली असते आणि एक रेप्लिकेटर कंटेनर, ज्यामध्ये चिकटलेले लहान भाग (उदा., षटकोनी प्लास्टिक रिंग्ज) आणि पातळ बाह्य शेल स्किनची रचना असलेली अंतर्गत रचना असते. डुप्लिकेट कंटेनर मोठ्या कंटेनरसाठी सर्वोत्तम अनुकूल आहेत जिथे पारंपारिक पद्धती लागू करणे कठीण असू शकते.
२००९ मध्ये फोक्सवॅगनने दाखल केलेल्या DE102009057170A पेटंटमध्ये वाहनावर बसवलेल्या प्रेशर व्हेसलचे वर्णन केले आहे जे जागेचा वापर सुधारताना उच्च वजन कार्यक्षमता प्रदान करेल. आयताकृती टाक्या दोन आयताकृती विरुद्ध भिंतींमधील टेंशन कनेक्टर वापरतात आणि कोपरे गोलाकार असतात.
वरील आणि इतर संकल्पना ग्लीस यांनी ECCM20 (जून २६-३०, २०२२, लॉसने, स्वित्झर्लंड) येथे ग्लीस आणि इतरांनी लिहिलेल्या "प्रक्रिया विकासासाठी क्यूबिक प्रेशर वेसल्स विथ स्ट्रेच बार" या पेपरमध्ये उद्धृत केल्या आहेत. या लेखात, तिने मायकेल रूफ आणि स्वेन झारेम्बा यांनी प्रकाशित केलेल्या TUM अभ्यासाचा उल्लेख केला आहे, ज्यामध्ये असे आढळून आले आहे की आयताकृती बाजूंना जोडणारे टेन्शन स्ट्रट्स असलेले क्यूबिक प्रेशर वेसल फ्लॅट बॅटरीच्या जागेत बसणाऱ्या अनेक लहान सिलेंडर्सपेक्षा अधिक कार्यक्षम असते, ज्यामुळे अंदाजे २५% जास्त स्टोरेज स्पेस मिळते.
ग्लीस यांच्या मते, फ्लॅट केसमध्ये मोठ्या संख्येने लहान टाइप ४ सिलिंडर बसवण्याची समस्या अशी आहे की "सिलिंडर्समधील आकारमान खूप कमी होते आणि सिस्टममध्ये खूप मोठे H2 गॅस पारगमन पृष्ठभाग देखील असते. एकूणच, सिस्टम क्यूबिक जारपेक्षा कमी साठवण क्षमता प्रदान करते."
तथापि, टाकीच्या क्यूबिक डिझाइनमध्ये इतरही समस्या आहेत. "स्पष्टपणे, संकुचित वायूमुळे, तुम्हाला सपाट भिंतींवरील वाकण्याच्या शक्तींचा प्रतिकार करावा लागेल," ग्लीस म्हणाले. "यासाठी, तुम्हाला टाकीच्या भिंतींना आतून जोडणारी मजबूत रचना आवश्यक आहे. परंतु कंपोझिट्ससह ते करणे कठीण आहे."
ग्लेस आणि तिच्या टीमने प्रेशर वेसलमध्ये रीइन्फोर्सिंग टेन्शन बार अशा प्रकारे समाविष्ट करण्याचा प्रयत्न केला की ते फिलामेंट वाइंडिंग प्रक्रियेसाठी योग्य असतील. "हे उच्च-व्हॉल्यूम उत्पादनासाठी महत्वाचे आहे," ती स्पष्ट करते, "आणि झोनमधील प्रत्येक लोडसाठी फायबर ओरिएंटेशन ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी कंटेनर भिंतींच्या वाइंडिंग पॅटर्नची रचना करण्यास देखील अनुमती देते."
P4H प्रकल्पासाठी ट्रायल क्यूबिक कंपोझिट टँक बनवण्यासाठी चार पायऱ्या. प्रतिमा क्रेडिट: “ब्रेससह क्यूबिक प्रेशर व्हेसल्ससाठी उत्पादन प्रक्रियेचा विकास”, म्युनिक टेक्निकल युनिव्हर्सिटी, पॉलिमर्स4हायड्रोजन प्रकल्प, ECCM20, जून २०२२.
ऑन-चेन साध्य करण्यासाठी, टीमने वर दाखवल्याप्रमाणे चार मुख्य पायऱ्या असलेली एक नवीन संकल्पना विकसित केली आहे. पायऱ्यांवर काळ्या रंगात दाखवलेले टेंशन स्ट्रट्स हे MAI स्केलेट प्रकल्पातून घेतलेल्या पद्धती वापरून तयार केलेले प्रीफेब्रिकेटेड फ्रेम स्ट्रक्चर आहे. या प्रकल्पासाठी, BMW ने चार फायबर-रिइन्फोर्स्ड पल्ट्रुजन रॉड्स वापरून विंडशील्ड फ्रेम "फ्रेमवर्क" विकसित केले, जे नंतर प्लास्टिक फ्रेममध्ये मोल्ड केले गेले.
प्रायोगिक घन टाकीची चौकट. TUM द्वारे प्रिंट केलेले षटकोनी सांगाडा विभाग 3D मध्ये अनरिंफोर्स्ड PLA फिलामेंट (वर) वापरून, CF/PA6 पल्ट्रुजन रॉड्स टेंशन ब्रेसेस (मध्य) म्हणून घालणे आणि नंतर ब्रेसेसभोवती फिलामेंट गुंडाळणे (तळाशी). प्रतिमा क्रेडिट: टेक्निकल युनिव्हर्सिटी ऑफ म्युनिक LCC.
"कल्पना अशी आहे की तुम्ही क्यूबिक टँकची फ्रेम मॉड्यूलर स्ट्रक्चर म्हणून तयार करू शकता," ग्लेस म्हणाले. "हे मॉड्यूल्स नंतर मोल्डिंग टूलमध्ये ठेवले जातात, टेंशन स्ट्रट्स फ्रेम मॉड्यूल्समध्ये ठेवले जातात आणि नंतर स्ट्रट्सभोवती MAI स्केलेटची पद्धत वापरली जाते जेणेकरून ते फ्रेम पार्ट्सशी एकत्रित होतील." मोठ्या प्रमाणात उत्पादन पद्धत, परिणामी एक अशी रचना तयार होते जी नंतर स्टोरेज टँक कंपोझिट शेल गुंडाळण्यासाठी मँडरेल किंवा कोर म्हणून वापरली जाते.
TUM ने टाकीची फ्रेम एका घन "कुशन" म्हणून डिझाइन केली ज्यामध्ये घन बाजू, गोलाकार कोपरे आणि वर आणि खाली एक षटकोनी नमुना होता ज्याद्वारे टाय घालता येतात आणि जोडले जाऊ शकतात. या रॅकसाठी छिद्रे देखील 3D प्रिंट केलेली होती. "आमच्या सुरुवातीच्या प्रायोगिक टाकीसाठी, आम्ही पॉलीलेक्टिक अॅसिड [PLA, एक जैव-आधारित थर्मोप्लास्टिक] वापरून षटकोनी फ्रेम विभाग 3D प्रिंट केले कारण ते सोपे आणि स्वस्त होते," ग्लेस म्हणाले.
टीमने टाय म्हणून वापरण्यासाठी SGL कार्बन (मीटिंगेन, जर्मनी) कडून 68 पल्ट्रुडेड कार्बन फायबर रिइन्फोर्स्ड पॉलिमाइड 6 (PA6) रॉड्स खरेदी केले. ग्लीस म्हणतात, “संकल्पनेची चाचणी घेण्यासाठी, आम्ही कोणतेही मोल्डिंग केले नाही, परंतु फक्त 3D प्रिंटेड हनीकॉम्ब कोर फ्रेममध्ये स्पेसर घातले आणि त्यांना इपॉक्सी ग्लूने चिकटवले. हे नंतर टाकीला वळवण्यासाठी एक मँडरेल प्रदान करते.” ती नोंदवते की जरी हे रॉड्स वळवण्यास तुलनेने सोपे असले तरी, काही महत्त्वपूर्ण समस्या आहेत ज्यांचे वर्णन नंतर केले जाईल.
"पहिल्या टप्प्यावर, आमचे ध्येय डिझाइनची उत्पादनक्षमता दाखवणे आणि उत्पादन संकल्पनेतील समस्या ओळखणे हे होते," ग्लीस यांनी स्पष्ट केले. "म्हणून टेंशन स्ट्रट्स कंकाल संरचनेच्या बाह्य पृष्ठभागावरून बाहेर पडतात आणि आम्ही ओल्या फिलामेंट वाइंडिंगचा वापर करून कार्बन फायबर या कोरला जोडतो. त्यानंतर, तिसऱ्या टप्प्यात, आम्ही प्रत्येक टाय रॉडचे डोके वाकवतो. थर्मोप्लास्टिक, म्हणून आम्ही फक्त हेडला आकार देण्यासाठी उष्णता वापरतो जेणेकरून ते सपाट होईल आणि रॅपिंगच्या पहिल्या थरात लॉक होईल. त्यानंतर आम्ही रचना पुन्हा गुंडाळण्यास पुढे जाऊ जेणेकरून फ्लॅट थ्रस्ट हेड टाकीमध्ये भौमितिकरित्या बंद होईल. भिंतींवर लॅमिनेट करा.
वाइंडिंगसाठी स्पेसर कॅप. फिलामेंट वाइंडिंग दरम्यान तंतू गुंतू नयेत म्हणून TUM टेंशन रॉड्सच्या टोकांवर प्लास्टिक कॅप्स वापरते. प्रतिमा क्रेडिट: टेक्निकल युनिव्हर्सिटी ऑफ म्युनिक LCC.
ग्लेसने पुनरुच्चार केला की ही पहिली टाकी संकल्पनेचा पुरावा होती. "3D प्रिंटिंग आणि ग्लूचा वापर फक्त सुरुवातीच्या चाचणीसाठी होता आणि आम्हाला आलेल्या काही समस्यांची कल्पना दिली. उदाहरणार्थ, वाइंडिंग दरम्यान, फिलामेंट्स टेंशन रॉड्सच्या टोकांना अडकले, ज्यामुळे फायबर तुटले, फायबरचे नुकसान झाले आणि याचा सामना करण्यासाठी फायबरचे प्रमाण कमी झाले. आम्ही पहिल्या वाइंडिंग पायरीपूर्वी खांबांवर ठेवलेल्या काही प्लास्टिक कॅप्सचा वापर उत्पादन सहाय्य म्हणून केला. नंतर, जेव्हा अंतर्गत लॅमिनेट बनवले गेले, तेव्हा आम्ही हे संरक्षक कॅप्स काढून टाकले आणि अंतिम रॅपिंग करण्यापूर्वी खांबांच्या टोकांना पुन्हा आकार दिला."
टीमने विविध पुनर्बांधणी परिस्थितींसह प्रयोग केले. "जे आजूबाजूला पाहतात ते सर्वोत्तम काम करतात," ग्रेस म्हणतात. "तसेच, प्रोटोटाइपिंग टप्प्यात, आम्ही उष्णता लागू करण्यासाठी आणि टाय रॉडच्या टोकांना आकार देण्यासाठी एक सुधारित वेल्डिंग टूल वापरला. मोठ्या प्रमाणात उत्पादन संकल्पनेत, तुमच्याकडे एक मोठे टूल असेल जे एकाच वेळी स्ट्रट्सच्या सर्व टोकांना इंटीरियर फिनिश लॅमिनेटमध्ये आकार देऊ शकते आणि बनवू शकते. ."
ड्रॉबार हेड्सचा आकार बदलला. TUM ने वेगवेगळ्या संकल्पनांसह प्रयोग केले आणि टाकीच्या भिंतीच्या लॅमिनेटला जोडण्यासाठी कंपोझिट टायच्या टोकांना संरेखित करण्यासाठी वेल्ड्समध्ये बदल केले. प्रतिमा क्रेडिट: “ब्रेससह क्यूबिक प्रेशर वेसल्ससाठी उत्पादन प्रक्रियेचा विकास”, म्युनिक टेक्निकल युनिव्हर्सिटी, पॉलिमर्स4हायड्रोजन प्रकल्प, ECCM20, जून २०२२.
अशाप्रकारे, पहिल्या वळणाच्या पायरीनंतर लॅमिनेट बरा होतो, पोस्ट्सना आकार दिला जातो, TUM फिलामेंट्सचे दुसरे वळण पूर्ण करते आणि नंतर बाहेरील टाकीच्या भिंतीचे लॅमिनेट दुसऱ्यांदा बरा होते. कृपया लक्षात ठेवा की ही टाइप 5 टाकीची रचना आहे, याचा अर्थ त्यात गॅस बॅरियर म्हणून प्लास्टिक लाइनर नाही. खालील पुढील चरणांच्या विभागात चर्चा पहा.
"आम्ही पहिला डेमो क्रॉस सेक्शनमध्ये कापला आणि जोडलेल्या भागाचे मॅपिंग केले," ग्लेस म्हणाले. "क्लोज-अपवरून असे दिसून येते की लॅमिनेटमध्ये काही गुणवत्तेच्या समस्या होत्या, स्ट्रट हेड्स आतील लॅमिनेटवर सपाट नव्हते."
टाकीच्या आतील आणि बाहेरील भिंतींच्या लॅमिनेटमधील अंतरांसह समस्या सोडवणे. सुधारित टाय रॉड हेड प्रायोगिक टाकीच्या पहिल्या आणि दुसऱ्या वळणांमध्ये अंतर निर्माण करते. प्रतिमा क्रेडिट: टेक्निकल युनिव्हर्सिटी ऑफ म्युनिक एलसीसी.
ही सुरुवातीची ४५० x २९० x ८० मिमीची टाकी गेल्या उन्हाळ्यात पूर्ण झाली. "आम्ही तेव्हापासून बरीच प्रगती केली आहे, परंतु आतील आणि बाहेरील लॅमिनेटमध्ये अजूनही अंतर आहे," ग्लेस म्हणाले. "म्हणून आम्ही ती अंतरे स्वच्छ, उच्च व्हिस्कोसिटी रेझिनने भरण्याचा प्रयत्न केला. हे प्रत्यक्षात स्टड आणि लॅमिनेटमधील कनेक्शन सुधारते, ज्यामुळे यांत्रिक ताण मोठ्या प्रमाणात वाढतो."
टीमने टाकीची रचना आणि प्रक्रिया विकसित करणे सुरू ठेवले, ज्यामध्ये इच्छित वळण पद्धतीसाठी उपायांचा समावेश होता. "चाचणी टाकीच्या बाजू पूर्णपणे वळवल्या नव्हत्या कारण या भूमितीसाठी वळण मार्ग तयार करणे कठीण होते," ग्लेस यांनी स्पष्ट केले. "आमचा सुरुवातीचा वळण कोन ७५° होता, परंतु आम्हाला माहित होते की या दाब वाहिनीतील भार पूर्ण करण्यासाठी अनेक सर्किट आवश्यक आहेत. आम्ही अजूनही या समस्येवर उपाय शोधत आहोत, परंतु सध्या बाजारात असलेल्या सॉफ्टवेअरसह ते सोपे नाही. हा एक फॉलो-अप प्रकल्प बनू शकतो.
"आम्ही या उत्पादन संकल्पनेची व्यवहार्यता दाखवून दिली आहे," ग्लीस म्हणतात, "पण लॅमिनेटमधील कनेक्शन सुधारण्यासाठी आणि टाय रॉड्सचा आकार बदलण्यासाठी आम्हाला आणखी काम करावे लागेल. "चाचणी यंत्रावर बाह्य चाचणी. तुम्ही लॅमिनेटमधून स्पेसर बाहेर काढता आणि ते सांधे किती यांत्रिक भार सहन करू शकतात याची चाचणी करता."
पॉलिमर४हायड्रोजन प्रकल्पाचा हा भाग २०२३ च्या अखेरीस पूर्ण होईल, तोपर्यंत ग्लीसला दुसरा प्रात्यक्षिक टाकी पूर्ण करण्याची आशा आहे. मनोरंजक म्हणजे, आजच्या डिझाइनमध्ये फ्रेममध्ये व्यवस्थित प्रबलित थर्मोप्लास्टिक्स आणि टाकीच्या भिंतींमध्ये थर्मोसेट कंपोझिट वापरल्या जातात. अंतिम प्रात्यक्षिक टाकीमध्ये हा हायब्रिड दृष्टिकोन वापरला जाईल का? "हो," ग्रेस म्हणाली. "पॉलिमर४हायड्रोजन प्रकल्पातील आमचे भागीदार इपॉक्सी रेझिन आणि इतर संमिश्र मॅट्रिक्स मटेरियल विकसित करत आहेत ज्यात हायड्रोजन अडथळा गुणधर्म चांगले आहेत." ती या कामावर काम करणाऱ्या दोन भागीदारांची यादी करते, पीसीसीएल आणि टॅम्पेअर विद्यापीठ (टॅम्पेअर, फिनलंड).
ग्लीस आणि तिच्या टीमने एलसीसी कॉन्फॉर्मल कंपोझिट टँकमधील दुसऱ्या हायडेन प्रकल्पावर जेगरसोबत माहितीची देवाणघेवाण केली आणि कल्पनांवर चर्चा केली.
"आम्ही संशोधन ड्रोनसाठी एक कॉन्फॉर्मल कंपोझिट प्रेशर व्हेसल तयार करणार आहोत," जेगर म्हणतात. "हे TUM - LCC च्या एरोस्पेस आणि जिओडेटिक विभाग आणि हेलिकॉप्टर तंत्रज्ञान विभाग (HT) या दोन विभागांमधील सहकार्य आहे. हा प्रकल्प २०२४ च्या अखेरीस पूर्ण होईल आणि आम्ही सध्या प्रेशर व्हेसल पूर्ण करत आहोत. एक डिझाइन जे एरोस्पेस आणि ऑटोमोटिव्ह दृष्टिकोनाचे आहे. या प्रारंभिक संकल्पना टप्प्यानंतर, पुढील पायरी म्हणजे तपशीलवार स्ट्रक्चरल मॉडेलिंग करणे आणि भिंतीच्या संरचनेच्या अडथळ्याच्या कामगिरीचा अंदाज लावणे."
"संपूर्ण कल्पना म्हणजे हायब्रिड फ्युएल सेल आणि बॅटरी प्रोपल्शन सिस्टमसह एक एक्सप्लोरेटरी ड्रोन विकसित करणे," तो पुढे म्हणाला. तो जास्त पॉवर लोड (म्हणजेच टेकऑफ आणि लँडिंग) दरम्यान बॅटरी वापरेल आणि नंतर हलक्या लोड क्रूझिंग दरम्यान इंधन सेलवर स्विच करेल. "एचटी टीमकडे आधीच एक संशोधन ड्रोन होता आणि त्यांनी बॅटरी आणि इंधन सेल दोन्ही वापरण्यासाठी पॉवरट्रेनची पुनर्रचना केली," येगर म्हणाले. "त्यांनी या ट्रान्समिशनची चाचणी घेण्यासाठी एक CGH2 टँक देखील खरेदी केली."
"माझ्या टीमला एक प्रेशर टँक प्रोटोटाइप तयार करण्याचे काम देण्यात आले होते जे बसेल, परंतु दंडगोलाकार टँकमुळे निर्माण होणाऱ्या पॅकेजिंग समस्यांमुळे नाही," तो स्पष्ट करतो. "फ्लॅटर टँक वाऱ्याचा प्रतिकार देत नाही. त्यामुळे तुम्हाला चांगले उड्डाण कामगिरी मिळते." टँकचे परिमाण अंदाजे 830 x 350 x 173 मिमी.
पूर्णपणे थर्मोप्लास्टिक एएफपी अनुरूप टाकी. हायडडेन प्रकल्पासाठी, टीयूएम येथील एलसीसी टीमने सुरुवातीला ग्लेस (वरील) द्वारे वापरल्या जाणाऱ्या पद्धतीचा शोध घेतला, परंतु नंतर अनेक स्ट्रक्चरल मॉड्यूल्सच्या संयोजनाचा वापर करून दृष्टिकोनाकडे वळले, जे नंतर एएफपी (खाली) वापरून जास्त वापरले गेले. प्रतिमा क्रेडिट: टेक्निकल युनिव्हर्सिटी ऑफ म्युनिक एलसीसी.
"एलिझाबेथ [ग्लीस] च्या दृष्टिकोनासारखीच एक कल्पना आहे," यागर म्हणतात, "उच्च वाकण्याच्या शक्तींची भरपाई करण्यासाठी जहाजाच्या भिंतीवर टेंशन ब्रेसेस लावणे. तथापि, टाकी बनवण्यासाठी वळण प्रक्रिया वापरण्याऐवजी, आम्ही AFP वापरतो. म्हणून, आम्ही दाब पात्राचा एक वेगळा विभाग तयार करण्याचा विचार केला, ज्यामध्ये रॅक आधीच एकत्रित केलेले आहेत. या दृष्टिकोनामुळे मला यापैकी अनेक एकात्मिक मॉड्यूल एकत्र करण्याची आणि नंतर अंतिम AFP वळण करण्यापूर्वी सर्वकाही सील करण्यासाठी एंड कॅप लावण्याची परवानगी मिळाली."
"आम्ही अशा संकल्पनेला अंतिम रूप देण्याचा प्रयत्न करत आहोत," तो पुढे म्हणाला, "आणि सामग्रीच्या निवडीची चाचणी देखील सुरू करत आहोत, जी H2 वायूच्या प्रवेशास आवश्यक प्रतिकार सुनिश्चित करण्यासाठी खूप महत्वाची आहे. यासाठी, आम्ही प्रामुख्याने थर्मोप्लास्टिक सामग्री वापरतो आणि AFP मशीनमध्ये या पारगम्य वर्तनावर आणि प्रक्रियेवर सामग्री कशी परिणाम करेल यावर विविध काम करत आहोत. उपचारांचा परिणाम होईल का आणि कोणत्याही पोस्ट-प्रोसेसिंगची आवश्यकता आहे का हे समजून घेणे महत्वाचे आहे. आम्हाला हे देखील जाणून घ्यायचे आहे की वेगवेगळ्या स्टॅकमुळे दाब वाहिनीद्वारे हायड्रोजन पारगम्यतेवर परिणाम होईल का."
ही टाकी पूर्णपणे थर्माप्लास्टिकपासून बनलेली असेल आणि पट्ट्या तेजिन कार्बन युरोप जीएमबीएच (वुपरटल, जर्मनी) द्वारे पुरवल्या जातील. “आम्ही त्यांचे पीपीएस [पॉलिफेनिलीन सल्फाइड], पीईके [पॉलिथर केटोन] आणि एलएम पीईके [कमी वितळणारे पॉलीअरिल केटोन] साहित्य वापरणार आहोत,” यागर म्हणाले. “नंतर कोणता पेनिट्रेशन संरक्षणासाठी सर्वोत्तम आहे आणि चांगल्या कामगिरीसह भाग तयार करतो हे पाहण्यासाठी तुलना केली जाते.” पुढील वर्षाच्या आत चाचणी, स्ट्रक्चरल आणि प्रोसेस मॉडेलिंग आणि पहिले प्रात्यक्षिके पूर्ण करण्याची त्याला आशा आहे.
हे संशोधन कार्य COMET मॉड्यूल “Polymers4Hydrogen” (ID 21647053) अंतर्गत हवामान बदल, पर्यावरण, ऊर्जा, गतिशीलता, नवोन्मेष आणि तंत्रज्ञान आणि डिजिटल तंत्रज्ञान आणि अर्थशास्त्र संघीय मंत्रालयाच्या COMET कार्यक्रमात केले गेले. . लेखक सहभागी भागीदार पॉलिमर कॉम्पिटन्स सेंटर लिओबेन GmbH (PCCL, ऑस्ट्रिया), मोंटानुनिव्हर्सिटेट लिओबेन (पॉलिमर अभियांत्रिकी आणि विज्ञान संकाय, पॉलिमर मटेरियल्सचे रसायनशास्त्र विभाग, मटेरियल्स विज्ञान आणि पॉलिमर चाचणी विभाग), टॅम्पेरे विद्यापीठ (अभियांत्रिकी साहित्य संकाय) यांचे आभार मानतात. ) विज्ञान), पीक टेक्नॉलॉजी आणि फौरेशिया यांनी या संशोधन कार्यात योगदान दिले. COMET-Modul ला ऑस्ट्रिया सरकार आणि स्टायरिया राज्य सरकारकडून निधी दिला जातो.
लोड-बेअरिंग स्ट्रक्चर्ससाठी प्री-रिइन्फोर्स्ड शीट्समध्ये सतत तंतू असतात - केवळ काचेपासूनच नाही तर कार्बन आणि अरामिडपासून देखील.
संमिश्र भाग बनवण्याचे अनेक मार्ग आहेत. म्हणून, विशिष्ट भागासाठी पद्धतीची निवड त्या भागाच्या साहित्यावर, त्याच्या डिझाइनवर आणि अंतिम वापरावर किंवा वापरावर अवलंबून असेल. येथे निवड मार्गदर्शक आहे.
शॉकर कंपोझिट्स आणि आर अँड एम इंटरनॅशनल एक पुनर्नवीनीकरण केलेली कार्बन फायबर पुरवठा साखळी विकसित करत आहेत जी शून्य कत्तल प्रदान करते, व्हर्जिन फायबरपेक्षा कमी खर्च देते आणि अखेरीस संरचनात्मक गुणधर्मांमध्ये सतत फायबरशी जुळणारी लांबी देईल.