今天氢气储存可使用四种类型的压力容器 I 型(全钢)容器既重又笨重。 II 型储罐(用碳纤维/环氧树脂缠绕的钢或铝内衬)它们更轻,但成本更高。每一个都能承受高达 30MPa 的工作压力,用于散装运输或加油站的固定气体储存。 III 型储罐与 II 型储罐类似,但完全采用碳/环氧复合材料缠绕。它更轻,但成本更高,可承受更高的工作压力(至 82.5 MPa,带有铝内衬),主要用于商用卡车上的 H2 或 CNG 储存。 IV 型储罐采用高密度聚乙烯(HDPE)或完全包裹碳纤维/环氧树脂的橡胶衬里。最轻但最昂贵的是,它们的性能与 III 型坦克相似。不幸的是,某些金属和合金往往会吸收 H2,导致脆化,从而降低油箱的耐久性。混合材料储罐在混合材料界面处容易疲劳,这会限制其使用寿命。此外, 热固性环氧树脂基体使报废回收变得复杂,这对销往欧盟的汽车制造商来说是一个额外的难题。以前可用储罐,储存的燃油太少,无法满足足够的行驶里程,难以回收和/或缺乏足够的耐久性,无法在汽车上大量使用。 在掌握材料和工艺的情况下,该团队进行了并行测试项目。一些成员对干净的注塑POM 和真空/高压固化 POM/碳层压板进行了小规模机械试验(根据 ISO 527-3、 ISO 178 和 ASTM D3410M)和渗透试验(根据 ISO 5869)。另一个小组设计了衬套、联轴器硬件和旋转模塑工具。2011 年至 2013 年间,几项衬里设计进行了试验。每批中的一些模制衬里被切割,并接受进一步的机械和渗透测试。重要的是,通过测试旋转 模塑工艺中生产的样品,使用类似但不完全相同的 POM 等级和不同的添加剂包覆,验证初步测试结果的准确性。初步测试结果是在具有 POM 等级和添加剂包覆的注塑样品上进行的。相关性非常好,研究小组得出结论,配方和加工差异不会对聚合物的行为产生负面影响。 2014 年, DuraStor 团队关于其 2010-2013 年研究的第一份公开报告表明,只要内衬的标称壁厚足够大, 内衬和外包装材料就满足或超过当前的性能要求≥5 毫米。报告后的工作——一项回收研究、额外的衬垫成型试验和初步的外包装缠绕试验——已经产生了数据,将由主办团队用于确定 UD 胶带的缠绕路径。下一步,研究将集中在通过巩固班轮和外包装生产整体式船舶上。其他计划中的项目包括对纤维缠绕头进行改造,以及开发嵌入式/交钥匙机器人制造单元,使混合容器制造商能够采用 DuraStor 技术。随后, HOST 将在 H2 动力的燃料电池汽车(FCV- fuel-cell vehicle ) (上进行一个真实世界的示范项目,以验证材料和工艺技术,并建立一个完全有能力的供应链。 此文件是 2015 年 2 月报道的。编译此文件, 一是再次引起对复合材料压力容器的关注。二是注意热塑性复合材料,已经进入这个行业了。三是液氢储存罐的难度远大于此类产品。 |
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