Globaalissa kilpailussa vety{0}}voimalla toimivaan tulevaisuuteen turvallinen ja tehokas varastointitekniikka on noussut kriittiseksi pullonkaulaksi. Nyt ruotsalainen innovaatio-vetysäiliö, joka näennäisesti koostuu lukemattomista mikro-kolmiomaisista kidehiloista-, tarjoaa vallankumouksellisen ratkaisun tähän haasteeseen. Tämän läpimurron takana on NITIU:n ja saksalaisen TRUMPF Groupin välinen yhteistyö, jossa hyödynnettiin huippuluokan laserteknologiaa ja muutettiin kevyiden, erittäin vakaiden vetysäiliöiden suunnitelma todeksi.
Tulevaisuuden energialähteeksi ylistetty vety on kevyttä, puhdasta ja sen saanti on lähes rajaton. Silti sen ominaisuudet asettavat valtavia varastointihaasteita: nesteiden varastointi edellyttää äärimmäisen -253 asteen lämpötilan ylläpitämistä, kun taas kaasumaisen varastoinnin on kestettävä valtava tilapaine. Tämän ratkaisemiseksi NITIU kehitti patentoidun isotrooppisen kevytrakenteensa (ILS®). Tämä rakenne käyttää lukemattomia tetraedrejä rakennuspalikoina erittäin-kevyen ja erittäin vakaan metallisen hilan muodostamiseksi. Sen ydinetu on "isotropia"-, rakenne kestää tasaisesti painetta mistä tahansa suunnasta, ja se toimii kuin "kidepanssari", joka on räätälöity korkeapaineiselle vedylle. Tämä ominaisuus tekee siitä ihanteellisen alustan uusille vetysäiliöille, joka kestää kaikkiin suuntiin kohdistuvaa rasitusta ja mahdollistaa tehokkaan energian varastoinnin. Laserteknologia on keskeinen osa tämän innovatiivisen rakenteen tarkkuusvalmistusta.
Kriittinen harppaus konseptista käytäntöön
Joseph Hainsworth, NITIU:n tekninen johtaja, toteaa: "Kun liityin neljä vuotta sitten, laserkäsittely ei ollut ensisijainen valmistusmenetelmä. Mutta tajusin nopeasti, että laserit ovat avainasemassa tarkkojen rakenteellisten liitosten saavuttamisessa ja sen vakauden hyödyntämisessä." Tämän tekniikan soveltamiseksi tarkasti hänen tiiminsä päätti perustaa oman laserlaboratorion ILS-rakenteiden kohdennettua testausta ja optimointia varten.
Hainsworth korosti: "Tavoitteena oli saavuttaa T&K-autonomia, parantaa laatua ja lyhentää merkittävästi kehityssyklejä." Vuoden mittaisen Euroopassa tehdyn tutkimuksen jälkeen TRUMPF:n -tarkkuus 3D-laserkäsittelyratkaisu nousi optimaaliseksi valinnaksi. Sen skannauspeilit mahdollistavat nopean,{4}}tarkan laserliikkeen kolmessa ulottuvuudessa, ja niistä tulee NITIU:n innovaatioketjun ydinmoottori. Peiliskannaus tarjoaa nopean-tarkan laserpaikannuksen-, joka on keskeinen osa NITIU:n innovaatiomatkaa.
TRUMPF:stä NITIU löysi ihanteellisen ratkaisun. "Kävimme laajat keskustelut TRUMPF-laserasiantuntijoiden kanssa kuuden kuukauden ajan ennen laitteiden tilaamista", Hainsworth muistelee. "Järjestelmän joustavuus ja täydentävyys olivat kriittisiä, ja he ymmärsivät tämän syvästi." Lopulta NITIU:n ydinlaboratoriolaitteistoksi valmistettiin TRUMPF TruLaser Cell 3000 viisi-akselinen laserkäsittelyjärjestelmä ja TruLaser Weld 5000 -laserhitsauskone, joka oli varustettu PFO 3D-dynaamisella tarkennusoptiikalla, joka on räätälöity erityisesti kaksi-- ja kolmihitsaus--hitsaukseen.
TRUMPF optimoi optisen järjestelmän tätä projektia varten integroimalla-tarkkoja galvanopeilejä, jotka mahdollistavat nopean-joustavan lasertoiminnan kolmiulotteisessa avaruudessa. "Tarkkuus ja nopeus ovat hämmästyttäviä", Hainsworth huomautti. "Tämä on joustavin optinen komponentti, jota olemme koskaan käyttäneet."
Integroidun -tarkan PFO 3D galvanometrin ansiosta laserilla saavutetaan nopea-joustava toiminta kolmiulotteisessa tilassa.
Tehokkuus, laatu ja tiimin luottamus kasvavat
Laboratorion lanseeraus toi NITIU:lle välitöntä tehokkuutta. "Konseptin validointi, joka kesti kerran viikkoja, valmistuu nyt rutiininomaisesti aamukokeista seuraavan{1}}päivän käyttöönottoon", Hainsworth totesi tyytyväisenä. "Laatu on parantunut, prosessit ovat vakaampia ja tiimi jatkaa oppimista ja edistymistä." TRUMPF räätälöi järjestelmän tarkasti NITIU:n työnkulkuun ja tarjosi kokonaisvaltaisen avaimet käteen -ratkaisun. Hainsworth korosti: "Olemme voineet valita useita toimittajia, mutta TRUMPF:n integroitu ratkaisu oli keskeinen. Sen avulla voimme keskittyä kokonaan ydinteknologiaomme ilman häiriöitä koordinoimasta eri toimittajia."
Eteenpäin: Kevyt, vankka, laser{0}}teknillinen tarkkuus
Uudella laserkeskuksellaan NITIU on ottanut ratkaisevan askeleen kohti tehokkaiden, kevyiden ja turvallisten vetysäiliöiden kehittämistä. Entinen visio on nyt toteutumassa konkreettisiksi, kevyiksi ja kestäviksi komponenteiksi, jotka on taottu lasertarkkuustekniikan avulla. "Joskus se tuntuu silti uskomattomalta", Hainsworth huomauttaa hymyillen, "mutta tämä on todella siistein asia, jonka olemme koskaan tehneet." Tämä teknologinen läpimurto ei ainoastaan anna NITIU:lle kilpailuetua, vaan myös lisää voimakasta vauhtia kuljetusten hiilidioksidipäästöjen vähentämiseen, mikä nopeuttaa vetytaloutta.
