2022年氢燃料电池产业高峰论坛
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Mikrosam 和 H2Storage 合作开发 300 +-升 IV 型氢气罐

Mikrosam(马其顿普里莱普)和H2Storage(荷兰海牙)正在合作开发700 IV 型储氢瓶。使用复合材料,Mikrosam III 型和 IV 型全缠绕压缩天然气(CNG) 和氢气 (H 2 ) 罐的全自动纤维缠绕单元以及两个团队的专业知识,成功提高了生产效率,并提高了 H2Storage 300+-升储罐的零件性能和一致性。目标是为批量生产实现最佳产品设计。

H2Storage 的总工程师 Michel Tamarzians 说:“你的目标是节约能源:要么是因为法规的变化、降低成本,要么仅仅是因为你关心子孙后代的环境。” “我们为氢能领域的公司提供可持续的解决方案。从氢气储存到为你的氢气库存和车队加氢。氢气会让你走得更远!”

H2Storage 设计的 700 bar IV 型气瓶长度为 2,300 毫米,外径为 520 毫米,经过优化可在 700 工作压力下在 45 英尺的集装箱中储存约 1,400 公斤的氢气。它们具有聚酰胺 (PA) 材料的内胆,与目前市场上使用的高密度聚乙烯 (HDPE) 内胆相比,它减少了氢的扩散。此外,H2Storage 使用了由TCR CompositesTCR,美国犹他州盐湖城)提供的预浸碳纤维和玻纤,而没有采用传统的湿法缠绕工艺。该公司表示,这实现了更高的缠绕速度、更短的生产时间,并且不会因树脂残留物而造成生产设施的混乱。

H2 Storage 的储罐旨在通过各种运输方式(包括集装箱等)从点到点配送压缩氢气,以促进和加快氢能对最终用户的可用性。它们的长度和直径还使它们能够安装在重型卡车、公共汽车和挖掘机等工程机械的后面。特别是与Mikrosam合作开发的IV型气瓶会被应用于一系列行业。这包括整合到多元气体容器 (MEGC) 中,用于按照 ADR AND标准运输和储存大量氢气用于公路和海上运输。

Mikrosam 的产品开发涉及多次迭代,以确定最佳缠绕方法和复合材料设计以及材料优化以满足必要的标准。Mikrosam开发了几种采用不同复合材料设计的储罐,里面包括了热电偶,以了解和优化固化周期。

用于此项目的机器能够以高达 6 /秒的速度缠绕,纤维张力高达 100 牛顿。据 Mikrosam 称,今年早些时候,这种能力和增强功能已成功地向一位亚洲一级汽车供应商(Tier 1)进行了展示,并被他们接受,将用于他们的下一代压缩氢气储罐。

“无论是湿法缠绕还是预浸纤维缠绕,在生产氢气罐时,纤维缠绕机都必须提供最大的开发灵活性,并能够扩展工艺以达到最高产能,同时又能够支付得起成本,”Mikrosam 总经理 Vele Samak 说。

通过这些不同的迭代,Mikrosam H2Storage 报告改进了缠绕层的性能——减少了预浸纤维的用量,同时仍然达到了所需的爆破压力——并且缩短了批量生产的固化周期。

H2Storage 选择Mikrosam 是因为它能够提供全自动系列产品生产线,”Tamarzians 解释道。“因此,与 Mikrosam 一起开始开发,因为他们的技术人员、机器和经验的可用性是一个重要因素。该工艺帮助我们改善张力和复合层的组合,以优化缠绕过程中的材料使用。此外,Mikrosam 的灵活性是独一无二的,这在原型设计和预系列阶段是必不可少的。”

凭借 30 多年的经验,Mikrosam与客户合作开发改进纤维缠绕工艺和开发新一代高容量碳纤维储氢罐的开发项目。公司拥有自己的研发实验室和工程团队,拥有一系列内部实验室测试和生产机器,包括自动纤维铺放机 (AFP)、用于湿法和预浸纤维缠绕的纤维缠绕机以及预浸料分切机;其设备涵盖氢价值链中的许多应用,包括缓冲、储存、运输、分配和最终使用。

除了与 H2Storage 的合作项目外,Mikrosam 目前正在为中国汽车行业的客户调试其最新和最大的 H 2罐自动化纤维缠绕线,该生产线专门用于高速湿法缠绕工艺。它实现了 2 /秒的最大湿法缠绕速度,以及大约1.5 /秒的组合角度缠绕速度。

Mikrosam 和 H2Storage 合作开发 300 +-升 IV 型氢气罐

自动化程度高,配备两台四轴纤维缠绕机、树脂自动混合输送系统、带胶量控制的可编程刮刀、在单元的各工作站间专用于搬运内胆/气瓶的自动搬运系统,从内胆装配开始直到最后的气瓶。

Mikrosam 和 H2Storage 合作开发 300 +-升 IV 型氢气罐

工艺流程的自动工作由 Mikrosam TCON 自动化系统控制。这一高级功能与公司的质量控制系统 (QCS) 集成,提供连续在线监控和可追溯性,以实现高质量。优化的效率、高速生产、提高产能和盈利能力、减少材料浪费和最少的人为干预是其中的部分优点。

在过去几年中,H2Storage 作为一家由能源领域经验丰富的董事推动的荷兰初创公司,投资了一种替代解决方案,以在压力下储存更多氢气,通过工作压力高达 700 巴的 IV 型复合气瓶实现充气压力至少达到 875 巴。H2Storage 表示,开发的轻型高压气瓶不仅安全,而且由可回收材料制成。以该罐为基础开发了各种存储产品,包括移动加油站;耐用的应急发电机,用于重型运输的复合罐解决方案;和一个H 2储存容器。

目前,该公司参与了两个集成项目,即零排放挖掘机和零排放内河船舶,这两个项目都将包含 700 IV 型储罐,为H2Storage交付的燃料电池储存和供应 H 2。挖掘机项目ECO-Excavator将于今年年底投入运营。第二个集成项目Sh2ipdrive仍处于工程和测试的早期阶段,预计将于 2024 年底投入运营。

来源:https://www.compositesworld.com/news/mikrosam-h2storage-collaborate-on-300-liter-type-iv-hydrogen-tanks

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作者 808, ab