మ్యూనిచ్‌లోని సాంకేతిక విశ్వవిద్యాలయం హైడ్రోజన్ నిల్వను పెంచడానికి కార్బన్ ఫైబర్ మిశ్రమాలను ఉపయోగించి కన్ఫార్మల్ క్యూబిక్ ట్యాంకులను అభివృద్ధి చేస్తుంది | మిశ్రమాల ప్రపంచం

BEVలు మరియు FCEVల కోసం ప్రామాణిక ఫ్లాట్-ప్లాట్‌ఫారమ్ ట్యాంకులు 25% ఎక్కువ H2 నిల్వను అందించే అస్థిపంజరం నిర్మాణంతో థర్మోప్లాస్టిక్ మరియు థర్మోసెట్ మిశ్రమాలను ఉపయోగిస్తాయి. #హైడ్రోజన్ #ట్రెండ్స్
BMWతో కలిసి చేసిన ఒక సహకారంతో ఒక క్యూబిక్ ట్యాంక్ బహుళ చిన్న సిలిండర్ల కంటే అధిక వాల్యూమెట్రిక్ సామర్థ్యాన్ని అందించగలదని చూపించిన తర్వాత, మ్యూనిచ్‌లోని సాంకేతిక విశ్వవిద్యాలయం సీరియల్ ఉత్పత్తి కోసం మిశ్రమ నిర్మాణం మరియు స్కేలబుల్ తయారీ ప్రక్రియను అభివృద్ధి చేయడానికి ఒక ప్రాజెక్ట్‌ను ప్రారంభించింది. చిత్ర క్రెడిట్: TU డ్రెస్డెన్ (పైన) ఎడమవైపు), మ్యూనిచ్‌లోని సాంకేతిక విశ్వవిద్యాలయం, కార్బన్ మిశ్రమాల విభాగం (LCC)
జీరో-ఎమిషన్ (H2) హైడ్రోజన్‌తో నడిచే ఫ్యూయల్ సెల్ ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు (FCEVలు) జీరో పర్యావరణ లక్ష్యాలను సాధించడానికి అదనపు మార్గాలను అందిస్తాయి. H2 ఇంజిన్‌తో కూడిన ఫ్యూయల్ సెల్ ప్యాసింజర్ కారును 5-7 నిమిషాల్లో నింపవచ్చు మరియు 500 కి.మీ పరిధిని కలిగి ఉంటుంది, కానీ తక్కువ ఉత్పత్తి వాల్యూమ్‌ల కారణంగా ప్రస్తుతం ఖరీదైనది. ఖర్చులను తగ్గించడానికి ఒక మార్గం BEV మరియు FCEV మోడళ్ల కోసం ప్రామాణిక ప్లాట్‌ఫామ్‌ను ఉపయోగించడం. FCEVలలో 700 బార్ వద్ద కంప్రెస్డ్ H2 గ్యాస్ (CGH2) నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగించే టైప్ 4 స్థూపాకార ట్యాంకులు ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల కోసం జాగ్రత్తగా రూపొందించబడిన అండర్‌బాడీ బ్యాటరీ కంపార్ట్‌మెంట్‌లకు తగినవి కావు కాబట్టి ఇది ప్రస్తుతం సాధ్యం కాదు. అయితే, దిండ్లు మరియు క్యూబ్‌ల రూపంలో ప్రెజర్ నాళాలు ఈ ఫ్లాట్ ప్యాకేజింగ్ స్థలంలోకి సరిపోతాయి.
“కాంపోజిట్ కన్ఫార్మల్ ప్రెజర్ వెసెల్” కోసం పేటెంట్ US5577630A, 1995లో థియోకోల్ కార్ప్ దాఖలు చేసిన దరఖాస్తు (ఎడమ) మరియు 2009లో BMW పేటెంట్ పొందిన దీర్ఘచతురస్రాకార ప్రెజర్ వెసెల్ (కుడి).
మ్యూనిచ్‌లోని టెక్నికల్ యూనివర్సిటీ (TUM, మ్యూనిచ్, జర్మనీ) యొక్క కార్బన్ కాంపోజిట్స్ విభాగం (LCC) ఈ భావనను అభివృద్ధి చేయడానికి రెండు ప్రాజెక్టులలో పాల్గొంటుంది. మొదటిది లియోబెన్ పాలిమర్ కాంపిటెన్స్ సెంటర్ (PCCL, లియోబెన్, ఆస్ట్రియా) నేతృత్వంలోని పాలిమర్స్4హైడ్రోజన్ (P4H). LCC వర్క్ ప్యాకేజీకి ఫెలో ఎలిజబెత్ గ్లేస్ నాయకత్వం వహిస్తున్నారు.
రెండవ ప్రాజెక్ట్ హైడ్రోజన్ డెమోన్‌స్ట్రేషన్ అండ్ డెవలప్‌మెంట్ ఎన్విరాన్‌మెంట్ (హైడ్డెన్), ఇక్కడ LCC పరిశోధకుడు క్రిస్టియన్ జేగర్ నేతృత్వంలో ఉంది. కార్బన్ ఫైబర్ మిశ్రమాలను ఉపయోగించి తగిన CGH2 ట్యాంక్‌ను తయారు చేయడానికి తయారీ ప్రక్రియ యొక్క పెద్ద ఎత్తున ప్రదర్శనను సృష్టించడం రెండూ లక్ష్యంగా పెట్టుకున్నాయి.
చిన్న వ్యాసం కలిగిన సిలిండర్లను ఫ్లాట్ బ్యాటరీ సెల్స్ (ఎడమ) మరియు స్టీల్ లైనర్లతో తయారు చేసిన క్యూబిక్ టైప్ 2 ప్రెజర్ వెసెల్స్ మరియు కార్బన్ ఫైబర్/ఎపాక్సీ కాంపోజిట్ ఔటర్ షెల్ (కుడి)లలో అమర్చినప్పుడు పరిమితమైన వాల్యూమెట్రిక్ సామర్థ్యం ఉంటుంది. చిత్ర మూలం: రూఫ్ మరియు జారెంబా మరియు ఇతరులచే "టైప్ II ప్రెజర్ బాక్స్ వెసెల్ విత్ ఇంటర్నల్ టెన్షన్ లెగ్స్" కోసం సంఖ్యా రూపకల్పన విధానం నుండి గణాంకాలు 3 మరియు 6 తీసుకోబడ్డాయి.
P4H కార్బన్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ ఎపాక్సీతో చుట్టబడిన కాంపోజిట్ టెన్షన్ పట్టీలు/స్ట్రట్‌లతో కూడిన థర్మోప్లాస్టిక్ ఫ్రేమ్‌ను ఉపయోగించే ప్రయోగాత్మక క్యూబ్ ట్యాంక్‌ను తయారు చేసింది. హైడెన్ ఇలాంటి డిజైన్‌ను ఉపయోగిస్తుంది, కానీ అన్ని థర్మోప్లాస్టిక్ కాంపోజిట్ ట్యాంకులను తయారు చేయడానికి ఆటోమేటిక్ ఫైబర్ లేఅప్ (AFP)ను ఉపయోగిస్తుంది.
1995లో థియోకోల్ కార్పొరేషన్ పేటెంట్ దరఖాస్తు నుండి 1997లో జర్మన్ పేటెంట్ DE19749950C2 వరకు, కంప్రెస్డ్ గ్యాస్ నాళాలు "ఏదైనా రేఖాగణిత ఆకృతీకరణను కలిగి ఉండవచ్చు", ముఖ్యంగా షెల్ సపోర్ట్‌కు అనుసంధానించబడిన కుహరంలో చదునైన మరియు క్రమరహిత ఆకారాలు ఉంటాయి. వాయువు విస్తరణ శక్తిని తట్టుకోగలిగేలా మూలకాలను ఉపయోగిస్తారు.
2006 లారెన్స్ లివర్మోర్ నేషనల్ లాబొరేటరీ (LLNL) పత్రం మూడు విధానాలను వివరిస్తుంది: ఫిలమెంట్ గాయం కన్ఫార్మల్ ప్రెజర్ పాత్ర, సన్నని గోడల H2 కంటైనర్‌తో చుట్టుముట్టబడిన అంతర్గత ఆర్థోరాంబిక్ లాటిస్ నిర్మాణం (2 సెం.మీ లేదా అంతకంటే తక్కువ చిన్న కణాలు) కలిగిన మైక్రోలాటిస్ ప్రెజర్ పాత్ర మరియు అతుక్కొని ఉన్న చిన్న భాగాలు (ఉదా., షట్కోణ ప్లాస్టిక్ వలయాలు) మరియు సన్నని బాహ్య షెల్ చర్మం యొక్క కూర్పుతో కూడిన అంతర్గత నిర్మాణాన్ని కలిగి ఉన్న రెప్లికేటర్ కంటైనర్. సాంప్రదాయ పద్ధతులు వర్తింపజేయడం కష్టంగా ఉండే పెద్ద కంటైనర్లకు నకిలీ కంటైనర్లు బాగా సరిపోతాయి.
2009లో వోక్స్‌వ్యాగన్ దాఖలు చేసిన పేటెంట్ DE102009057170A వాహనంపై అమర్చిన పీడన పాత్రను వివరిస్తుంది, ఇది స్థల వినియోగాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది మరియు అధిక బరువు సామర్థ్యాన్ని అందిస్తుంది. దీర్ఘచతురస్రాకార ట్యాంకులు రెండు దీర్ఘచతురస్రాకార వ్యతిరేక గోడల మధ్య టెన్షన్ కనెక్టర్లను ఉపయోగిస్తాయి మరియు మూలలు గుండ్రంగా ఉంటాయి.
పైన పేర్కొన్న మరియు ఇతర భావనలను గ్లీస్ ECCM20 (జూన్ 26-30, 2022, లౌసాన్, స్విట్జర్లాండ్)లో గ్లీస్ మరియు ఇతరులు రాసిన “స్ట్రెచ్ బార్స్‌తో క్యూబిక్ ప్రెజర్ వెసల్స్ కోసం ప్రాసెస్ డెవలప్‌మెంట్” అనే పత్రంలో ఉదహరించారు. ఈ వ్యాసంలో, ఆమె మైఖేల్ రూఫ్ మరియు స్వెన్ జారెంబా ప్రచురించిన TUM అధ్యయనాన్ని ఉదహరించారు, ఇది దీర్ఘచతురస్రాకార భుజాలను అనుసంధానించే టెన్షన్ స్ట్రట్‌లతో కూడిన క్యూబిక్ ప్రెజర్ వెసెల్ ఫ్లాట్ బ్యాటరీ స్థలంలో సరిపోయే అనేక చిన్న సిలిండర్ల కంటే మరింత సమర్థవంతంగా పనిచేస్తుందని, దాదాపు 25% ఎక్కువ నిల్వ స్థలాన్ని అందిస్తుందని కనుగొంది.
గ్లీస్ ప్రకారం, ఒక ఫ్లాట్ కేసులో పెద్ద సంఖ్యలో చిన్న టైప్ 4 సిలిండర్లను ఇన్‌స్టాల్ చేయడంలో సమస్య ఏమిటంటే "సిలిండర్ల మధ్య వాల్యూమ్ బాగా తగ్గిపోతుంది మరియు సిస్టమ్ చాలా పెద్ద H2 గ్యాస్ పారగమ్య ఉపరితలాన్ని కలిగి ఉంటుంది. మొత్తంమీద, ఈ వ్యవస్థ క్యూబిక్ జాడి కంటే తక్కువ నిల్వ సామర్థ్యాన్ని అందిస్తుంది."
అయితే, ట్యాంక్ యొక్క క్యూబిక్ డిజైన్‌లో ఇతర సమస్యలు ఉన్నాయి. "స్పష్టంగా, సంపీడన వాయువు కారణంగా, మీరు చదునైన గోడలపై వంపు శక్తులను ఎదుర్కోవాలి" అని గ్లీస్ అన్నారు. "దీని కోసం, మీకు ట్యాంక్ గోడలకు అంతర్గతంగా అనుసంధానించే రీన్ఫోర్స్డ్ నిర్మాణం అవసరం. కానీ మిశ్రమాలతో అలా చేయడం కష్టం."
గ్లేస్ మరియు ఆమె బృందం ఫిలమెంట్ వైండింగ్ ప్రక్రియకు అనువైన విధంగా ప్రెజర్ వెసెల్‌లో రీన్ఫోర్సింగ్ టెన్షన్ బార్‌లను చేర్చడానికి ప్రయత్నించారు. "ఇది అధిక-పరిమాణ ఉత్పత్తికి ముఖ్యమైనది," అని ఆమె వివరిస్తుంది, "మరియు జోన్‌లోని ప్రతి లోడ్‌కు ఫైబర్ ఓరియంటేషన్‌ను ఆప్టిమైజ్ చేయడానికి కంటైనర్ గోడల వైండింగ్ నమూనాను రూపొందించడానికి కూడా మాకు వీలు కల్పిస్తుంది."
P4H ప్రాజెక్ట్ కోసం ట్రయల్ క్యూబిక్ కాంపోజిట్ ట్యాంక్‌ను తయారు చేయడానికి నాలుగు దశలు. చిత్ర క్రెడిట్: “బ్రేస్‌తో కూడిన క్యూబిక్ ప్రెజర్ నాళాల కోసం ఉత్పత్తి ప్రక్రియ అభివృద్ధి”, టెక్నికల్ యూనివర్సిటీ ఆఫ్ మ్యూనిచ్, పాలిమర్స్4హైడ్రోజన్ ప్రాజెక్ట్, ECCM20, జూన్ 2022.
ఆన్-చైన్ సాధించడానికి, పైన చూపిన విధంగా నాలుగు ప్రధాన దశలతో కూడిన కొత్త భావనను బృందం అభివృద్ధి చేసింది. మెట్లపై నలుపు రంగులో చూపబడిన టెన్షన్ స్ట్రట్‌లు, MAI స్కెలెట్ ప్రాజెక్ట్ నుండి తీసుకున్న పద్ధతులను ఉపయోగించి తయారు చేయబడిన ముందుగా తయారు చేసిన ఫ్రేమ్ నిర్మాణం. ఈ ప్రాజెక్ట్ కోసం, BMW నాలుగు ఫైబర్-రీన్ఫోర్స్డ్ పల్ట్రూషన్ రాడ్‌లను ఉపయోగించి విండ్‌షీల్డ్ ఫ్రేమ్ "ఫ్రేమ్‌వర్క్"ను అభివృద్ధి చేసింది, తరువాత వాటిని ప్లాస్టిక్ ఫ్రేమ్‌గా అచ్చు వేశారు.
ప్రయోగాత్మక క్యూబిక్ ట్యాంక్ యొక్క ఫ్రేమ్. TUM ద్వారా 3D ముద్రించబడిన షట్కోణ అస్థిపంజర విభాగాలు, అన్‌రీన్ఫోర్స్డ్ PLA ఫిలమెంట్ (పైభాగం) ఉపయోగించి, CF/PA6 పల్ట్రూషన్ రాడ్‌లను టెన్షన్ బ్రేస్‌లుగా (మధ్యలో) చొప్పించి, ఆపై ఫిలమెంట్‌ను బ్రేస్‌లపై చుట్టడం (దిగువ). చిత్ర క్రెడిట్: టెక్నికల్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ మ్యూనిచ్ LCC.
"ఒక క్యూబిక్ ట్యాంక్ యొక్క ఫ్రేమ్‌ను మాడ్యులర్ నిర్మాణంగా నిర్మించవచ్చనేది ఆలోచన" అని గ్లేస్ అన్నారు. "ఈ మాడ్యూల్స్ తరువాత ఒక అచ్చు సాధనంలో ఉంచబడతాయి, టెన్షన్ స్ట్రట్‌లను ఫ్రేమ్ మాడ్యూళ్లలో ఉంచుతారు, ఆపై MAI స్కెలెట్ పద్ధతిని స్ట్రట్‌ల చుట్టూ ఫ్రేమ్ భాగాలతో అనుసంధానించడానికి ఉపయోగిస్తారు." సామూహిక ఉత్పత్తి పద్ధతి, ఫలితంగా నిల్వ ట్యాంక్ మిశ్రమ షెల్‌ను చుట్టడానికి మాండ్రెల్ లేదా కోర్‌గా ఉపయోగించే నిర్మాణం ఏర్పడుతుంది.
TUM ట్యాంక్ ఫ్రేమ్‌ను ఒక క్యూబిక్ "కుషన్"గా రూపొందించింది, దీని ద్వారా దృఢమైన భుజాలు, గుండ్రని మూలలు మరియు పైభాగంలో మరియు దిగువన షట్కోణ నమూనా ఉంటుంది, దీని ద్వారా టైలను చొప్పించి జత చేయవచ్చు. ఈ రాక్‌ల కోసం రంధ్రాలు కూడా 3D ముద్రించబడ్డాయి. "మా ప్రారంభ ప్రయోగాత్మక ట్యాంక్ కోసం, మేము పాలీలాక్టిక్ ఆమ్లం [PLA, బయో-ఆధారిత థర్మోప్లాస్టిక్] ఉపయోగించి షట్కోణ ఫ్రేమ్ విభాగాలను 3D ముద్రించాము ఎందుకంటే ఇది సులభం మరియు చౌకగా ఉంటుంది" అని గ్లేస్ చెప్పారు.
ఈ బృందం SGL కార్బన్ (మీటింగెన్, జర్మనీ) నుండి 68 పల్ట్రూడెడ్ కార్బన్ ఫైబర్ రీన్‌ఫోర్స్డ్ పాలిమైడ్ 6 (PA6) రాడ్‌లను కొనుగోలు చేసి టైలుగా ఉపయోగించుకుంది. "ఈ భావనను పరీక్షించడానికి, మేము ఎటువంటి అచ్చు వేయలేదు," అని గ్లీస్ చెప్పారు, "కానీ స్పేసర్‌లను 3D ప్రింటెడ్ తేనెగూడు కోర్ ఫ్రేమ్‌లోకి చొప్పించి, వాటిని ఎపాక్సీ జిగురుతో అతికించాము. ఇది ట్యాంక్‌ను వైండింగ్ చేయడానికి ఒక మాండ్రెల్‌ను అందిస్తుంది." ఈ రాడ్‌లు గాలికి చాలా తేలికగా ఉన్నప్పటికీ, కొన్ని ముఖ్యమైన సమస్యలు తరువాత వివరించబడతాయని ఆమె పేర్కొంది.
"మొదటి దశలో, డిజైన్ యొక్క తయారీ సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శించడం మరియు ఉత్పత్తి భావనలోని సమస్యలను గుర్తించడం మా లక్ష్యం" అని గ్లీస్ వివరించారు. "కాబట్టి టెన్షన్ స్ట్రట్‌లు అస్థిపంజర నిర్మాణం యొక్క బయటి ఉపరితలం నుండి పొడుచుకు వస్తాయి మరియు మేము తడి ఫిలమెంట్ వైండింగ్ ఉపయోగించి కార్బన్ ఫైబర్‌లను ఈ కోర్‌కు అటాచ్ చేస్తాము. ఆ తర్వాత, మూడవ దశలో, మేము ప్రతి టై రాడ్ యొక్క తలని వంచుతాము. థర్మోప్లాస్టిక్, కాబట్టి మేము తలని తిరిగి ఆకృతి చేయడానికి వేడిని ఉపయోగిస్తాము, తద్వారా అది చదునుగా మరియు చుట్టడం యొక్క మొదటి పొరలోకి లాక్ అవుతుంది. అప్పుడు మేము నిర్మాణాన్ని మళ్ళీ చుట్టడానికి ముందుకు వెళ్తాము, తద్వారా ఫ్లాట్ థ్రస్ట్ హెడ్ ట్యాంక్ లోపల జ్యామితీయంగా మూసివేయబడుతుంది. గోడలపై లామినేట్ చేయండి.
వైండింగ్ కోసం స్పేసర్ క్యాప్. ఫిలమెంట్ వైండింగ్ సమయంలో ఫైబర్‌లు చిక్కుకోకుండా నిరోధించడానికి TUM టెన్షన్ రాడ్‌ల చివర్లలో ప్లాస్టిక్ క్యాప్‌లను ఉపయోగిస్తుంది. చిత్ర క్రెడిట్: టెక్నికల్ యూనివర్సిటీ ఆఫ్ మ్యూనిచ్ LCC.
ఈ మొదటి ట్యాంక్ భావనకు రుజువు అని గ్లేస్ పునరుద్ఘాటించారు. “3D ప్రింటింగ్ మరియు జిగురు వాడకం ప్రాథమిక పరీక్ష కోసం మాత్రమే మరియు మేము ఎదుర్కొన్న కొన్ని సమస్యల గురించి మాకు ఒక ఆలోచన ఇచ్చింది. ఉదాహరణకు, వైండింగ్ సమయంలో, తంతువులు టెన్షన్ రాడ్‌ల చివరల ద్వారా పట్టుకోబడ్డాయి, దీనివల్ల ఫైబర్ విచ్ఛిన్నం, ఫైబర్ దెబ్బతినడం మరియు దీనిని ఎదుర్కోవడానికి ఫైబర్ మొత్తాన్ని తగ్గించడం జరిగింది. మొదటి వైండింగ్ దశకు ముందు స్తంభాలపై ఉంచిన తయారీ సహాయాలుగా మేము కొన్ని ప్లాస్టిక్ టోపీలను ఉపయోగించాము. తరువాత, అంతర్గత లామినేట్‌లు తయారు చేయబడినప్పుడు, మేము ఈ రక్షణ టోపీలను తీసివేసి, తుది చుట్టడానికి ముందు స్తంభాల చివరలను తిరిగి ఆకృతి చేసాము.”
ఆ బృందం వివిధ పునర్నిర్మాణ దృశ్యాలతో ప్రయోగాలు చేసింది. “చుట్టుపక్కల చూసేవారే ఉత్తమంగా పని చేస్తారు” అని గ్రేస్ చెప్పారు. “అలాగే, ప్రోటోటైపింగ్ దశలో, వేడిని వర్తింపజేయడానికి మరియు టై రాడ్ చివరలను తిరిగి ఆకృతి చేయడానికి మేము సవరించిన వెల్డింగ్ సాధనాన్ని ఉపయోగించాము. సామూహిక ఉత్పత్తి భావనలో, స్ట్రట్‌ల యొక్క అన్ని చివరలను ఒకే సమయంలో ఇంటీరియర్ ఫినిషింగ్ లామినేట్‌గా ఆకృతి చేయగల మరియు ఏర్పరచగల ఒక పెద్ద సాధనం మీకు ఉంటుంది. . ”
డ్రాబార్ హెడ్‌లను తిరిగి ఆకృతి చేశారు. TUM వివిధ భావనలతో ప్రయోగాలు చేసి, ట్యాంక్ వాల్ లామినేట్‌కు అటాచ్ చేయడానికి కాంపోజిట్ టైల చివరలను సమలేఖనం చేయడానికి వెల్డ్‌లను సవరించింది. చిత్ర క్రెడిట్: “బ్రేస్‌తో క్యూబిక్ ప్రెజర్ నాళాల కోసం ఉత్పత్తి ప్రక్రియ అభివృద్ధి”, టెక్నికల్ యూనివర్సిటీ ఆఫ్ మ్యూనిచ్, పాలిమర్స్4హైడ్రోజన్ ప్రాజెక్ట్, ECCM20, జూన్ 2022.
ఈ విధంగా, మొదటి వైండింగ్ దశ తర్వాత లామినేట్ క్యూర్ అవుతుంది, పోస్ట్‌లను తిరిగి ఆకృతి చేస్తారు, TUM తంతువుల రెండవ వైండింగ్‌ను పూర్తి చేస్తుంది, ఆపై బయటి ట్యాంక్ గోడ లామినేట్ రెండవసారి క్యూర్ అవుతుంది. దయచేసి ఇది టైప్ 5 ట్యాంక్ డిజైన్ అని గమనించండి, అంటే దీనికి గ్యాస్ అవరోధంగా ప్లాస్టిక్ లైనర్ ఉండదు. దిగువన ఉన్న తదుపరి దశల విభాగంలో చర్చను చూడండి.
"మేము మొదటి డెమోను క్రాస్ సెక్షన్‌లుగా కట్ చేసి కనెక్ట్ చేయబడిన ప్రాంతాన్ని మ్యాప్ చేసాము" అని గ్లేస్ చెప్పారు. "లామినేట్‌తో మాకు కొన్ని నాణ్యత సమస్యలు ఉన్నాయని, స్ట్రట్ హెడ్‌లు లోపలి లామినేట్‌పై చదునుగా ఉండలేదని క్లోజప్ చూపిస్తుంది."
ట్యాంక్ లోపలి మరియు బయటి గోడల లామినేట్ మధ్య అంతరాలతో సమస్యలను పరిష్కరించడం. సవరించిన టై రాడ్ హెడ్ ప్రయోగాత్మక ట్యాంక్ యొక్క మొదటి మరియు రెండవ మలుపుల మధ్య అంతరాన్ని సృష్టిస్తుంది. చిత్ర క్రెడిట్: టెక్నికల్ యూనివర్శిటీ ఆఫ్ మ్యూనిచ్ LCC.
ఈ ప్రారంభ 450 x 290 x 80mm ట్యాంక్ గత వేసవిలో పూర్తయింది. "అప్పటి నుండి మేము చాలా పురోగతి సాధించాము, కానీ మాకు ఇప్పటికీ లోపలి మరియు బాహ్య లామినేట్ మధ్య అంతరం ఉంది" అని గ్లేస్ చెప్పారు. "కాబట్టి మేము ఆ అంతరాలను శుభ్రమైన, అధిక స్నిగ్ధత రెసిన్‌తో పూరించడానికి ప్రయత్నించాము. ఇది వాస్తవానికి స్టడ్‌లు మరియు లామినేట్ మధ్య సంబంధాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది, ఇది యాంత్రిక ఒత్తిడిని బాగా పెంచుతుంది."
కావలసిన వైండింగ్ నమూనాకు పరిష్కారాలతో సహా ట్యాంక్ డిజైన్ మరియు ప్రక్రియను బృందం అభివృద్ధి చేయడం కొనసాగించింది. "ఈ జ్యామితికి వైండింగ్ మార్గాన్ని సృష్టించడం కష్టంగా ఉన్నందున పరీక్ష ట్యాంక్ యొక్క భుజాలు పూర్తిగా వంకరగా లేవు" అని గ్లేస్ వివరించారు. "మా ప్రారంభ వైండింగ్ కోణం 75°, కానీ ఈ పీడన పాత్రలోని భారాన్ని తీర్చడానికి బహుళ సర్క్యూట్లు అవసరమని మాకు తెలుసు. మేము ఇప్పటికీ ఈ సమస్యకు పరిష్కారం కోసం చూస్తున్నాము, కానీ ప్రస్తుతం మార్కెట్లో ఉన్న సాఫ్ట్‌వేర్‌తో ఇది సులభం కాదు. ఇది తదుపరి ప్రాజెక్ట్‌గా మారవచ్చు.
"ఈ ఉత్పత్తి భావన యొక్క సాధ్యాసాధ్యాలను మేము ప్రదర్శించాము," అని గ్లీస్ చెప్పారు, "కానీ లామినేట్ మధ్య కనెక్షన్‌ను మెరుగుపరచడానికి మరియు టై రాడ్‌లను తిరిగి ఆకృతి చేయడానికి మేము మరింత కృషి చేయాలి. "టెస్టింగ్ మెషీన్‌పై బాహ్య పరీక్ష. మీరు లామినేట్ నుండి స్పేసర్‌లను బయటకు తీసి, ఆ కీళ్ళు తట్టుకోగల యాంత్రిక భారాలను పరీక్షించండి."
పాలిమర్స్4హైడ్రోజన్ ప్రాజెక్ట్ యొక్క ఈ భాగం 2023 చివరి నాటికి పూర్తవుతుంది, ఆ సమయానికి గ్లీస్ రెండవ ప్రదర్శన ట్యాంక్‌ను పూర్తి చేయాలని భావిస్తోంది. ఆసక్తికరంగా, నేటి డిజైన్లలో ఫ్రేమ్‌లో చక్కని రీన్‌ఫోర్స్డ్ థర్మోప్లాస్టిక్‌లు మరియు ట్యాంక్ గోడలలో థర్మోసెట్ మిశ్రమాలను ఉపయోగిస్తారు. ఈ హైబ్రిడ్ విధానాన్ని తుది ప్రదర్శన ట్యాంక్‌లో ఉపయోగిస్తారా? "అవును," గ్రేస్ అన్నారు. "పాలిమర్స్4హైడ్రోజన్ ప్రాజెక్ట్‌లోని మా భాగస్వాములు మెరుగైన హైడ్రోజన్ అవరోధ లక్షణాలతో ఎపాక్సీ రెసిన్‌లు మరియు ఇతర మిశ్రమ మాతృక పదార్థాలను అభివృద్ధి చేస్తున్నారు." ఆమె ఈ పనిలో పనిచేస్తున్న ఇద్దరు భాగస్వాములను జాబితా చేసింది, PCCL మరియు టాంపేర్ విశ్వవిద్యాలయం (టాంపేర్, ఫిన్లాండ్).
LCC కన్ఫార్మల్ కాంపోజిట్ ట్యాంక్ నుండి రెండవ హైడెన్ ప్రాజెక్ట్ గురించి గ్లీస్ మరియు ఆమె బృందం జేగర్‌తో సమాచారాన్ని మార్పిడి చేసుకున్నారు మరియు ఆలోచనలను చర్చించారు.
"పరిశోధన డ్రోన్‌ల కోసం మేము ఒక కన్ఫార్మల్ కాంపోజిట్ ప్రెజర్ వెసెల్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తాము" అని జేగర్ చెప్పారు. "ఇది TUM యొక్క ఏరోస్పేస్ మరియు జియోడెటిక్ డిపార్ట్‌మెంట్ - LCC మరియు హెలికాప్టర్ టెక్నాలజీ విభాగం (HT) యొక్క రెండు విభాగాల మధ్య సహకారం. ఈ ప్రాజెక్ట్ 2024 చివరి నాటికి పూర్తవుతుంది మరియు మేము ప్రస్తుతం ప్రెజర్ వెసెల్‌ను పూర్తి చేస్తున్నాము. ఇది ఏరోస్పేస్ మరియు ఆటోమోటివ్ విధానం యొక్క డిజైన్. ఈ ప్రారంభ భావన దశ తర్వాత, తదుపరి దశ వివరణాత్మక నిర్మాణ నమూనాను నిర్వహించడం మరియు గోడ నిర్మాణం యొక్క అవరోధ పనితీరును అంచనా వేయడం."
"మొత్తం ఆలోచన హైబ్రిడ్ ఇంధన సెల్ మరియు బ్యాటరీ ప్రొపల్షన్ సిస్టమ్‌తో అన్వేషణాత్మక డ్రోన్‌ను అభివృద్ధి చేయడమే" అని ఆయన కొనసాగించారు. ఇది అధిక శక్తి లోడ్ల సమయంలో (అంటే టేకాఫ్ మరియు ల్యాండింగ్) బ్యాటరీని ఉపయోగిస్తుంది మరియు తరువాత తేలికపాటి లోడ్ క్రూజింగ్ సమయంలో ఇంధన సెల్‌కు మారుతుంది. "HT బృందం ఇప్పటికే ఒక పరిశోధన డ్రోన్‌ను కలిగి ఉంది మరియు బ్యాటరీలు మరియు ఇంధన సెల్‌లు రెండింటినీ ఉపయోగించేలా పవర్‌ట్రెయిన్‌ను తిరిగి డిజైన్ చేసింది" అని యేగర్ చెప్పారు. "ఈ ప్రసారాన్ని పరీక్షించడానికి వారు CGH2 ట్యాంక్‌ను కూడా కొనుగోలు చేశారు."
"నా బృందం సరిపోయే ప్రెజర్ ట్యాంక్ ప్రోటోటైప్‌ను నిర్మించే పనిని అప్పగించింది, కానీ స్థూపాకార ట్యాంక్ సృష్టించే ప్యాకేజింగ్ సమస్యల వల్ల కాదు" అని అతను వివరించాడు. "ఒక చదునైన ట్యాంక్ అంత గాలి నిరోధకతను అందించదు. కాబట్టి మీరు మెరుగైన విమాన పనితీరును పొందుతారు." ట్యాంక్ కొలతలు సుమారు 830 x 350 x 173 మిమీ.
పూర్తిగా థర్మోప్లాస్టిక్ AFP కంప్లైంట్ ట్యాంక్. హైడెన్ ప్రాజెక్ట్ కోసం, TUM లోని LCC బృందం మొదట్లో గ్లేస్ (పైన) ఉపయోగించిన విధానానికి సమానమైన విధానాన్ని అన్వేషించింది, కానీ తరువాత అనేక నిర్మాణాత్మక మాడ్యూళ్ల కలయికను ఉపయోగించి ఒక విధానానికి మారింది, తరువాత వాటిని AFP (క్రింద) ఉపయోగించి ఎక్కువగా ఉపయోగించారు. చిత్ర క్రెడిట్: టెక్నికల్ యూనివర్సిటీ ఆఫ్ మ్యూనిచ్ LCC.
"ఒక ఆలోచన ఎలిసబెత్ [గ్లీస్] విధానాన్ని పోలి ఉంటుంది," అని యాగర్ చెప్పారు, "అధిక బెండింగ్ శక్తులను భర్తీ చేయడానికి నౌక గోడకు టెన్షన్ బ్రేస్‌లను వర్తింపజేయడం. అయితే, ట్యాంక్‌ను తయారు చేయడానికి వైండింగ్ ప్రక్రియను ఉపయోగించే బదులు, మేము AFPని ఉపయోగిస్తాము. అందువల్ల, ప్రెజర్ పాత్రలో ఒక ప్రత్యేక విభాగాన్ని సృష్టించడం గురించి మేము ఆలోచించాము, దీనిలో రాక్‌లు ఇప్పటికే విలీనం చేయబడ్డాయి. ఈ విధానం నాకు ఈ ఇంటిగ్రేటెడ్ మాడ్యూళ్లలో అనేకం కలపడానికి మరియు తుది AFP వైండింగ్‌కు ముందు ప్రతిదీ మూసివేయడానికి ఎండ్ క్యాప్‌ను వర్తింపజేయడానికి అనుమతించింది."
"మేము అలాంటి భావనను ఖరారు చేయడానికి ప్రయత్నిస్తున్నాము," అని ఆయన కొనసాగించారు, "మరియు H2 వాయువు చొచ్చుకుపోవడానికి అవసరమైన నిరోధకతను నిర్ధారించడానికి ఇది చాలా ముఖ్యమైన పదార్థాల ఎంపికను పరీక్షించడం కూడా ప్రారంభించాము. దీని కోసం, మేము ప్రధానంగా థర్మోప్లాస్టిక్ పదార్థాలను ఉపయోగిస్తాము మరియు AFP యంత్రంలో ఈ పారగమ్య ప్రవర్తన మరియు ప్రాసెసింగ్‌ను పదార్థం ఎలా ప్రభావితం చేస్తుందనే దానిపై వివిధ అంశాలపై పని చేస్తున్నాము. చికిత్స ప్రభావం చూపుతుందా మరియు ఏదైనా పోస్ట్-ప్రాసెసింగ్ అవసరమా అనేది అర్థం చేసుకోవడం ముఖ్యం. వేర్వేరు స్టాక్‌లు ప్రెజర్ పాత్ర ద్వారా హైడ్రోజన్ పారగమ్యతను ప్రభావితం చేస్తాయా అని కూడా మేము తెలుసుకోవాలనుకుంటున్నాము."
ఈ ట్యాంక్ పూర్తిగా థర్మోప్లాస్టిక్‌తో తయారు చేయబడుతుంది మరియు స్ట్రిప్‌లను టీజిన్ కార్బన్ యూరప్ GmbH (వుప్పర్టల్, జర్మనీ) సరఫరా చేస్తుంది. "మేము వారి PPS [పాలీఫెనిలిన్ సల్ఫైడ్], PEEK [పాలిథర్ కీటోన్] మరియు LM PAEK [తక్కువ ద్రవీభవన పాలియారిల్ కీటోన్] పదార్థాలను ఉపయోగిస్తాము" అని యాగర్ చెప్పారు. "అప్పుడు చొచ్చుకుపోయే రక్షణ మరియు మెరుగైన పనితీరుతో భాగాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి ఏది ఉత్తమమో చూడటానికి పోలికలు చేయబడతాయి." వచ్చే ఏడాదిలోపు పరీక్ష, నిర్మాణాత్మక మరియు ప్రక్రియ మోడలింగ్ మరియు మొదటి ప్రదర్శనలను పూర్తి చేయాలని ఆయన ఆశిస్తున్నారు.
ఈ పరిశోధన పని COMET మాడ్యూల్ “పాలిమర్స్4హైడ్రోజన్” (ID 21647053)లో ఫెడరల్ మినిస్ట్రీ ఫర్ క్లైమేట్ చేంజ్, ది ఎన్విరాన్‌మెంట్, ఎనర్జీ, మొబిలిటీ, ఇన్నోవేషన్ అండ్ టెక్నాలజీ మరియు ఫెడరల్ మినిస్ట్రీ ఫర్ డిజిటల్ టెక్నాలజీ అండ్ ఎకనామిక్స్ యొక్క COMET ప్రోగ్రామ్‌లో భాగంగా జరిగింది. . రచయితలు పాల్గొనే భాగస్వాములైన పాలిమర్ కాంపిటెన్స్ సెంటర్ లియోబెన్ GmbH (PCCL, ఆస్ట్రియా), మోంటానునివర్సిటేట్ లియోబెన్ (ఫ్యాకల్టీ ఆఫ్ పాలిమర్ ఇంజనీరింగ్ అండ్ సైన్స్, డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ కెమిస్ట్రీ ఆఫ్ పాలిమర్ మెటీరియల్స్, డిపార్ట్‌మెంట్ ఆఫ్ మెటీరియల్స్ సైన్స్ అండ్ పాలిమర్ టెస్టింగ్), యూనివర్శిటీ ఆఫ్ టాంపెరే (ఫ్యాకల్టీ ఆఫ్ ఇంజనీరింగ్ మెటీరియల్స్). ) సైన్స్), పీక్ టెక్నాలజీ మరియు ఫౌరేసియా ఈ పరిశోధన పనికి దోహదపడ్డాయి. COMET-మోడల్‌కు ఆస్ట్రియా ప్రభుత్వం మరియు స్టైరియా రాష్ట్ర ప్రభుత్వం నిధులు సమకూరుస్తాయి.
లోడ్-బేరింగ్ నిర్మాణాలకు ముందుగా బలోపేతం చేయబడిన షీట్లు నిరంతర ఫైబర్‌లను కలిగి ఉంటాయి - గాజు నుండి మాత్రమే కాకుండా, కార్బన్ మరియు అరామిడ్ నుండి కూడా.
మిశ్రమ భాగాలను తయారు చేయడానికి అనేక మార్గాలు ఉన్నాయి. అందువల్ల, ఒక నిర్దిష్ట భాగానికి పద్ధతి ఎంపిక అనేది పదార్థం, భాగం యొక్క రూపకల్పన మరియు తుది ఉపయోగం లేదా అనువర్తనంపై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇక్కడ ఎంపిక గైడ్ ఉంది.
షాకర్ కాంపోజిట్స్ మరియు R&M ఇంటర్నేషనల్ రీసైకిల్ చేయబడిన కార్బన్ ఫైబర్ సరఫరా గొలుసును అభివృద్ధి చేస్తున్నాయి, ఇది సున్నా స్లాటర్‌ను అందిస్తుంది, వర్జిన్ ఫైబర్ కంటే తక్కువ ఖర్చుతో మరియు చివరికి నిర్మాణ లక్షణాలలో నిరంతర ఫైబర్‌కు దగ్గరగా ఉండే పొడవులను అందిస్తుంది.