Ka whakamahia e nga taika papa-papatahi mo nga BEV me nga FCEV nga whakamaarama me nga hiato whakamaarama me te hanga anga anga e whakarato ana i te 25% atu te rokiroki H2. #hauwai #te ahua
Whai muri i te mahi tahi me BMW i whakaatu ka taea e te taika putorino te whakaputa i te kaha o te rōrahi nui ake i te maha o nga puoto iti, ka timata te Whare Wananga Hangarau o Munich ki te hanga kaupapa ki te whakawhanake i te hanganga hiato me te mahi whakahiato mo te hanga rangatū. He nama whakaahua: TU Dresden (runga) maui), Te Whare Wananga Hangarau o Munich, Te Tari o nga Hanganga Wao (LCC)
Ko nga waka hiko pūtau wahie (FCEVs) e whakakahangia ana e te hauwai-kore (H2) he huarahi taapiri hei whakatutuki i nga whaainga taiao kore. Ka taea te whakaki i te moti kaihopu wahie me te miihini H2 i roto i te 5-7 meneti me te awhe 500 kiromita, engari he nui ake te utu i tenei wa na te iti o nga pukapuka whakaputa. Ko tetahi huarahi ki te whakaiti i nga utu ko te whakamahi i te papaapapa paerewa mo nga tauira BEV me FCEV. I tenei wa kaore e taea na te mea ko nga taika porotakaro Momo 4 e whakamahia ana ki te penapena hau H2 (CGH2) ki te 700 pae i roto i nga FCEV kaore i te pai mo nga waahanga pākahiko i raro i te tinana kua ata hangaia mo nga waka hiko. Heoi ano, ka uru nga oko pehanga ki te ahua o nga urunga me nga mataono ki roto i tenei waahi kapi papatahi.
Patent US5577630A mo te "Composite Conformal Pressure Vessel", tono i tukuna e Thiokol Corp. i te tau 1995 (taha maui) me te ipu pehanga tapawha i araihia e BMW i te tau 2009 (matau).
E rua nga kaupapa e uru ana te Tari o nga Hangarau Wao (LCC) o te Whare Wananga Hangarau o Munich (TUM, Munich, Tiamana) ki te whakawhanake i tenei kaupapa. Ko te tuatahi ko Polymers4Hydrogen (P4H), i arahina e te Leoben Polymer Competence Center (PCCL, Leoben, Austria). Ko te kohinga mahi LCC e arahina ana e te hoa Elizabeth Glace.
Ko te kaupapa tuarua ko te Hydrogen Demonstration and Development Environment (HyDDen), kei reira te LCC e arahina ana e te Kairangahau Christian Jaeger. Ko te whainga e rua ki te hanga whakaaturanga nui-nui o te mahi whakangao mo te hanga taika CGH2 e tika ana ma te whakamahi i nga hiato muka waro.
He iti te kaha o te rōrahi i te wa e whakauruhia ana nga porotaka diameter iti ki roto i nga pūtau pākahiko papatahi (taha maui) me nga ipu pehanga momo 2 he mea hanga mai i nga raima rino me te anga o waho o te muka waro/epoxy hiato (matau). Puna Atahanga: Ko nga ahua 3 me te 6 mai i te "Whakaahua Hoahoa Tau mo te Momo II Pouaka Pouaka Peehanga me nga Waewae Ngau Roto" na Ruf me Zaremba et al.
Kua hanga e P4H he taika mataono whakamatautau e whakamahi ana i te anga whakamaarama me nga here riipene hiato/tuu i takai ki te epoxy muka waro whakakaha. Ka whakamahi a HyDDen i tetahi hoahoa rite, engari ka whakamahi i te whakatakoto muka aunoa (AFP) hei hanga i nga taika hiato whakamaarama katoa.
Mai i te tono patent a Thiokol Corp. ki te "Composite Conformal Pressure Vessel" i te tau 1995 ki te Tiamana Patent DE19749950C2 i te tau 1997, ko nga ipu hau kopeke "he whirihoranga ahuahanga" engari he ahua papatahi me te koretake, i roto i te kohao hono ki te tautoko anga. . ka whakamahia nga huānga kia taea ai te tu atu i te kaha o te roha o te hau.
Ko te pepa Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) no te tau 2006 e whakaatu ana i nga huarahi e toru: he kawa kawa kawa kakawaea oko pehanga rite, he oko pehanga microlattice kei roto he anga o roto orthorhombic lattice (nga pūtau iti o te 2 cm iti iho ranei), e karapotia ana e tetahi ipu H2 angiangi-taiepa, me te ipu tukurua, kei roto he anga o roto kei roto i nga waahanga iti kua kapia (hei tauira, nga mowhiti kirihou hexagonal) me te hanga kiri angiangi o waho. He pai rawa atu nga ipu taarua mo nga ipu nui ake he uaua ki te whakamahi tikanga tuku iho.
Ko te Patent DE102009057170A i tukuna e Volkswagen i te tau 2009 e whakaahua ana i tetahi waka pehanga ka mau i te waka ka pai te taumaha i te wa e pai ake ai te whakamahi waahi. Ka whakamahia e nga taika tapawha nga hononga honohono i waenga i nga pakitara e rua tapawha, a he porotaka nga kokonga.
Ko nga ariā o runga ake nei me etahi atu mea i whakahuahia e Gleiss i roto i te pepa "Whakawhanaketanga Tukatuka mo nga Waa Puawai Puawai me nga Pae Totoro" na Gleiss et al. i ECCM20 (Pipiri 26-30, 2022, Lausanne, Switzerland). I roto i tenei tuhinga, ka kii ia i tetahi rangahau TUM i whakaputaina e Michael Roof raua ko Sven Zaremba, i kitea he pai ake te pai o te ipu pehanga kubiki me nga hiku e hono ana i nga taha tapawha he pai ake i te maha o nga rango iti e uru ana ki te waahi o te pākahiko papatahi, e tata ana ki te 25 % atu. waahi rokiroki.
E ai ki a Gleiss, ko te raru ki te whakauru i te maha o nga momo rango iti 4 ki roto i te papa papatahi ko te mea "kua tino heke te ruri i waenga i nga puoto me te punaha he nui rawa te mata o te hau H2. I roto i te katoa, he iti ake te kaha o te punaha ki te rokiroki atu i nga ipu putorino.
Heoi ano, he raru ano kei te hoahoatanga o te waka taika. "Ae ra, na te hau kopeke, me aukati koe i nga kaha piko o nga pakitara papatahi," ko ta Gleiss te korero. "Mo tenei, ka hiahia koe ki tetahi hanganga whakakaha e hono ana ki roto ki nga pakitara o te tank. Engari he uaua ki te mahi ki nga hiato."
I ngana a Glace me tana roopu ki te whakauru i nga tutaki whakakaha ki roto i te ipu pehanga kia pai ai te mahi awhiowhio kakawaea. "He mea nui tenei mo te hanga pukapuka-nui," ka whakamarama ia, "ka taea hoki e matou te hoahoa i te tauira awhiowhio o nga pakitara ipu hei arotau i te whakatakotoranga muka mo ia kawenga o te rohe."
E wha nga hikoi ki te hanga i te taika hiato putorino whakamatautau mo te kaupapa P4H. He nama whakaahua: "Whakawhanaketanga o te mahi whakangao mo nga oko pehanga putorino me te awhi", Te Whare Wananga Hangarau o Munich, kaupapa Polymers4Hydrogen, ECCM20, Pipiri 2022.
Hei whakatutuki i runga i te mekameka, kua whakawhanakehia e te kapa he ariā hou e wha nga kaupae matua, penei i runga ake nei. Ko nga kaitapa, ka whakaatuhia ki te pango i runga i nga hikoi, he anga anga kua oti te hanga ma te whakamahi i nga tikanga i tangohia mai i te kaupapa MAI Skelett. Mo tenei kaupapa, i hangaia e BMW he "anga" anga hau ma te whakamahi i nga rakau pultrusion e wha kua whakakaha ake i te muka, katahi ka whakarewahia hei anga kirihou.
Ko te anga o te waka putorino whakamatautau. Ko nga wahanga anga hexagonal 3D i taia e te TUM ma te whakamahi i te kakawaea PLA kaore i whakakaha (runga), me te whakauru i nga rakau pultrusion CF/PA6 hei taiapa maru (waenganui) ka takai i te kakawaea huri noa i nga taiapa (raro). He nama whakaahua: Te Whare Wananga Hangarau o Munich LCC.
"Ko te whakaaro ka taea e koe te hanga i te anga o te taika putorino hei anga whakahurihuri," ko ta Glace. “Katahi ka tuuhia enei waahanga ki roto i te taputapu hangai, ka tuuhia nga mahanga ki roto i nga waahanga anga, katahi ka whakamahia te tikanga a MAI Skelett huri noa i nga poupou hei whakauru ki nga waahanga anga." tikanga whakaputa papatipu, ka puta he hanganga ka whakamahia hei mandrel, hei matua ranei hei takai i te anga hiato tank rokiroki.
I hangaia e TUM te anga taika hei "urua" putorino me nga taha totoka, nga kokonga porotaka me te tauira hexagonal ki runga me raro e taea ai te kuhu me te whakapiri i nga here. Ko nga kohao mo enei whatanga he mea taa 3D ano. "Mo ta maatau waka whakamatautau tuatahi, i taia e matou 3D nga waahanga anga hexagonal ma te whakamahi i te waikawa polylactic [PLA, he thermoplastic-a-koiora] na te mea he ngawari, he iti hoki," ko ta Glace.
I hokona e te kapa 68 pultruded carbon fiber reinforced polyamide 6 (PA6) rods mai i te SGL Carbon (Meitingen, Tiamana) hei here. “Hei whakamatau i te ariā, karekau matou i hanga hangai,” e kii ana a Gleiss, “engari i whakauru noa nga mokowhiti ki roto i te anga matua honikoma 3D kua taia, ka whakapirihia ki te kapia epoxy. Na tenei ka hoatu he mandrel hei huri i te tank. E ai ki a ia, ahakoa he ngawari enei rakau ki te hau, tera ano etahi raru nui ka korerohia i muri mai.
"I te waahi tuatahi, ko ta matou whainga ko te whakaatu i te hangahanga o te hoahoa me te tautuhi i nga raru o te kaupapa whakaputa," ta Gleiss te korero. “No reira ka puta mai nga mahanga mai i te mata o waho o te anga koiwi, ka whakapirihia nga muka waro ki tenei matua ma te awhiowhio kakawaua maku. I muri i tera, i te tuatoru o nga taahiraa, ka piko te upoko o ia rakau here. thermoplastic, no reira ka whakamahi noa tatou i te wera ki te hanga ano i te mahunga kia papatahi, ka mau ki te paparanga tuatahi o te takai. Ka anga tonu tatou ki te takai ano i te hanganga kia mau ai te upoko pana papatahi ki roto i te tank. laminate i runga i nga pakitara.
Potae mokowhiti mo te awhiowhio. Ka whakamahi a TUM i nga potae kirihou ki nga pito o nga rakau riipene hei aukati i nga muka kia kore e whiti i te wa e awhiowhio ana te kakawaea. He nama whakaahua: Te Whare Wananga Hangarau o Munich LCC.
I kii ano a Glace ko tenei tank tuatahi he tohu o te ariā. "Ko te whakamahi i te taarua 3D me te kapia mo te whakamatautau tuatahi me te whai whakaaro mo etahi o nga raru i pa ki a matou. Hei tauira, i te wa e awhiowhio ana, ka mau nga kakawaea e nga pito o nga rakau riipene, ka pakaru te muka, ka pakaru te muka, ka whakaiti i te nui o te muka hei aukati i tenei. I whakamahia e matou etahi potae kirihou hei awhina hangahanga i utaina ki runga i nga pou i mua i te hikoi awhiowhio tuatahi. Na, i te wa i mahia ai nga raima o roto, ka tangohia e matou enei potae whakamarumaru me te hanga ano i nga pito o nga pou i mua i te takai whakamutunga.
I whakamatauria e te roopu etahi ahuatanga o te hanganga ano. “Ko te hunga e titiro huri noa te mahi pai rawa atu,” e kii ana a Grace. "I tua atu, i te wa o te waahanga tauira, i whakamahia e matou he taputapu whakapiri hei whakamahana wera me te hanga ano i nga pito o nga here. I roto i te ariā whakangao papatipu, ka whiwhi koe i tetahi taputapu nui ake ka taea te hanga me te hanga i nga pito katoa o nga hiku ki roto i te raima whakaoti o roto i te wa kotahi. . ”
I hanga ano nga mahunga o te papatuhi. I whakamatau a TUM ki nga ariā rereke me te whakarereke i nga paihere hei whakangai i nga pito o nga here hiato mo te whakapiri ki te raima pakitara tank. He nama whakaahua: "Whakawhanaketanga o te mahi whakangao mo nga oko pehanga putorino me te awhi", Te Whare Wananga Hangarau o Munich, kaupapa Polymers4Hydrogen, ECCM20, Pipiri 2022.
No reira, ka ora te laminate i muri i te hikoi awhiowhio tuatahi, ka hangai ano nga pou, ka oti te TUM i te awhi tuarua o nga kakawaea, katahi ka ora tuaruatia te raima o te pakitara tank o waho. Kia mohio koe he momo hoahoa taika 5 tenei, ko te tikanga karekau he raina kirihou hei arai hau. Tirohia te matapaki i roto i nga waahanga o muri mai.
"I tapahia e matou te demo tuatahi ki nga waahanga whakawhiti me te mapi i te waahi hono," ko ta Glace. "Ko tetahi korero tata e whakaatu ana he take kounga o taatau mo te raima, me nga upoko strut kaore i te takoto papa ki runga i te raima o roto."
Te whakaoti rapanga me nga aputa i waenga i te raima o te pakitara o roto me waho o te tank. Ko te mahunga o te rakau here kua whakarerekehia he mokowhiti i waenga i te huringa tuatahi me te huringa tuarua o te tank whakamatautau. He nama whakaahua: Te Whare Wananga Hangarau o Munich LCC.
Ko tenei tank tuatahi 450 x 290 x 80mm i oti i tera raumati. “He nui te ahunga whakamua mai i tera wa, engari he aputa tonu i waenga i te raima o roto me waho,” te kii a Glace. "Na ka ngana matou ki te whakaki i aua waahi ki te kapia pokey ma, teitei. Ma tenei ka whakapai ake i te hononga i waenga i nga studs me te laminate, ka nui ake te taumahatanga miihini.
I haere tonu te roopu ki te whakawhanake i te hoahoa waka me te tukanga, tae atu ki nga otinga mo te tauira awhiowhio e hiahiatia ana. "Ko nga taha o te taika whakamatautau kaore i tino korikori na te mea he uaua mo tenei ahuahanga ki te hanga ara awhiowhio," te whakamarama a Glace. “Ko ta matou koki awhiowhio tuatahi ko te 75°, engari i mohio matou he maha nga ara iahiko e hiahiatia ana hei whakatutuki i te uta o tenei waka pehanga. Kei te rapu tonu matou i tetahi otinga mo tenei raru, engari ehara i te mea ngawari ki te rorohiko kei te maakete i tenei wa. Ka waiho pea hei kaupapa whai muri.
“Kua whakaatu matou i te whaihua o tenei ariā whakangao,” e kii ana a Gleiss, “engari me mahi tonu tatou ki te whakapai ake i te hononga i waenga i te raima me te hanga ano i nga rakau here. "Te whakamatautau o waho i runga i te miihini whakamatautau. Ka kumea e koe nga mokowhiti mai i te raima ka whakamatau i nga taumahatanga miihini ka taea e aua hononga te tu.
Ko tenei waahanga o te kaupapa Polymers4Hydrogen ka oti i te mutunga o te tau 2023, i tera wa ka tumanako a Gleis ki te whakaoti i te tank whakaatu tuarua. Ko te mea whakamiharo, ko nga hoahoa i enei ra ka whakamahi i nga thermoplastics kua whakakahangia i roto i te anga me nga hiato whakamaarama i roto i nga pakitara tank. Ka whakamahia tenei huarahi ranu i roto i te tank whakaaturanga whakamutunga? “Ae,” ka mea a Grace. "Ko o maatau hoa i roto i te kaupapa Polymers4Hydrogen kei te whakawhanake i nga kapia epoxy me etahi atu rauemi matrix hiato me nga taonga arai hauwai pai ake." Ka whakarārangihia e ia nga hoa tokorua e mahi ana i tenei mahi, PCCL me te Whare Wananga o Tampere (Tampere, Finland).
I whakawhiti korero ano a Gleiss me tana roopu me te korerorero ki a Jaeger mo te kaupapa tuarua o HyDDen mai i te waka rererangi riterite LCC.
"Ka hangaia e matou he ipu pehanga hiato rite mo nga drone rangahau," ta Jaeger. "He mahi tahi tenei i waenganui i nga tari e rua o te Aerospace and Geodetic Department o TUM - LCC me te Tari o te Hangarau Helicopter (HT). Ka oti te kaupapa hei te mutunga o te tau 2024, kei te whakaotia e matou te waka pehanga. he hoahoa he nui ake i te aerospace me te huarahi miihini. Whai muri i tenei wahanga ariā tuatahi, ko te mahi e whai ake nei ko te mahi whakatauira hanganga taipitopito me te matapae i te mahi arai o te hanganga pakitara.
"Ko te whakaaro katoa ko te whakawhanake i tetahi drone torotoro me te punaha hinuhinu ranu me te punaha whakakorikori pākahiko," ka haere tonu ia. Ka whakamahia te pākahiko i te wa e utaina ana te hiko teitei (ara te tangohanga me te taunga) katahi ka huri ki te pūtau wahie i te wa e tere haere ana te kawenga. "Kei a te roopu HT he drone rangahau me te hoahoa ano i te hikohiko hei whakamahi i nga pākahiko me nga pūtau wahie," ko ta Yeager. "I hokona ano e ratou he tank CGH2 hei whakamatautau i tenei tuku."
"I tukuna taku roopu ki te hanga tauira taika pehanga ka pai, engari ehara i te mea na nga take o te kapi ka hangaia e te tank porotakaroa," ka whakamarama ia. “Karekau te taika papatahi e tuku i te kaha o te hau. Na ka pai ake to mahi rererangi." Tata ki te rahi o te tank. 830 x 350 x 173 mm.
Katoa thermoplastic AFP ture tank. Mo te kaupapa HyDDen, i tirotirohia e te roopu LCC i TUM i te tuatahi tetahi huarahi rite ki tera i whakamahia e Glace (i runga ake), engari ka neke ki tetahi huarahi ma te whakamahi i te huinga o te maha o nga waahanga hanganga, katahi ka whakamahia nuitia ma te whakamahi AFP (i raro). He nama whakaahua: Te Whare Wananga Hangarau o Munich LCC.
"Ko tetahi whakaaro he rite ki te huarahi a Elisabeth [Gleiss]," e kii ana a Yager, "ki te whakapiri i nga taiapa marumaru ki te pakitara o te waka hei utu mo nga kaha pikonga teitei. Heoi, hei utu mo te whakamahi i te tukanga awhiowhio ki te hanga i te tank, ka whakamahi matou i te AFP. Na reira, i whakaaro matou ki te hanga i tetahi waahanga motuhake o te oko pehanga, kua whakauruhia nga whatanga. Na tenei huarahi i taea e au te whakakotahi i etahi o enei waahanga whakauru katahi ka tono he potae mutunga hei hiri i nga mea katoa i mua i te hurihanga o te AFP.
"Kei te ngana matou ki te whakaoti i taua kaupapa," ka haere tonu ia, "ka timata ano te whakamatautau i te kowhiringa o nga rauemi, he mea tino nui ki te whakarite i te aukati e tika ana ki te urunga hau H2. Mo tenei, ka whakamahia e matou nga rauemi thermoplastic me te mahi i runga i nga momo ahuatanga ka pa mai nga rauemi ki tenei whanonga me te tukatuka i roto i te miihini AFP. He mea nui ki te mohio mena ka whai hua te maimoatanga me te mea ka hiahiatia he tukatuka i muri mai. Kei te pirangi ano matou ki te mohio mena ka pa atu nga taapae rereke ki te hauwai i roto i te ipu pehanga.
Ka mahia katoatia te tank ki te thermoplastic, ka tukuna nga takai e Teijin Carbon Europe GmbH (Wuppertal, Tiamana). "Ka whakamahia e matou o raatau PPS [polyphenylene sulfide], PEEK [polyether ketone] me te LM PAEK [he iti te whakarewa polyaryl ketone]," ta Yager. "Ka mahia nga whakataurite kia kitea ko wai te mea pai mo te whakamarumaru urunga me te whakaputa i nga waahanga me te pai ake o te mahi." Ko te tumanako ia ki te whakaoti i nga whakamatautau, te hanga me te whakatauira tukanga me nga whakaaturanga tuatahi i roto i te tau e whai ake nei.
I whakahaerehia nga mahi rangahau i roto i te waahanga COMET "Polymers4Hydrogen" (ID 21647053) i roto i te kaupapa COMET o te Manatu a te Federal mo te Huringa Hurirangi, te Taiao, te Pungao, te Mokowhiti, te Whakahoutanga me te Hangarau me te Manatu a te Federal mo te Hangarau Mamati me te Ohaoha. . Ka mihi nga kaituhi ki nga hoa whakauru Polymer Competence Centre Leoben GmbH (PCCL, Austria), Montanuniversitaet Leoben (Faculty of Polymer Engineering and Science, Department of Chemistry of Polymer Materials, Department of Materials Science and Polymer Testing), Te Whare Wananga o Tampere (Faculty of Engineering Rauemi). ) Pūtaiao), Peak Technology me Faurecia i whai wāhi ki tēnei mahi rangahau. Ko te COMET-Modul he putea e te kawanatanga o Austria me te kawanatanga o te kawanatanga o Styria.
Ko nga pepa kua oti te whakapakari ake mo nga hanganga kawenga kei roto i nga muka tonu - ehara i te karaihe anake, engari mai i te waro me te aramid.
He maha nga huarahi ki te hanga i nga waahanga hiato. Na reira, ko te kowhiringa o te tikanga mo tetahi waahanga ka whakawhirinaki ki te papanga, te hoahoa o te waahanga, me te mutunga o te whakamahi, te tono ranei. Anei he aratohu whiriwhiri.
Ko Shocker Composite me te R&M International kei te whakawhanake i tetahi mekameka tuku muka waro hangarua e kore ai e patu, he iti ake te utu i te muka wahine, a, ka mutu ka tuku nga roa e tata ana ki te muka tonu i roto i nga rawa hanga.
Wā tuku: Maehe-15-2023