В глобальной гонке за водородным-будущим важнейшим узким местом стала безопасная и эффективная технология хранения. Теперь инновация из Швеции-резервуар для хранения водорода, по-видимому, состоящий из бесчисленных микро-треугольных кристаллических решеток-, предлагает революционное решение этой проблемы. За этим прорывом стоит сотрудничество между NITIU и немецкой группой TRUMPF, которое использовало передовые-лазерные технологии, чтобы воплотить в жизнь проект легких и высокостабильных резервуаров для хранения водорода.
Водород, провозглашенный источником энергии будущего, легок, чист и его запасы практически безграничны. Однако его свойства создают огромные проблемы с хранением: хранение жидкости требует поддержания экстремальной температуры -253 градуса, в то время как хранение газа должно выдерживать огромное пространственное давление. Чтобы преодолеть эту проблему, NITIU разработал свою запатентованную изотропную легкую структуру (ILS®). В этой структуре бесчисленные тетраэдры используются в качестве строительных блоков для формирования сверх-легкой и сверх-стабильной металлической решетки. Его основное преимущество заключается в "изотропии":-структура равномерно выдерживает давление с любого направления, действуя как "кристаллическая броня", рассчитанная на водород под высоким-давлением. Это свойство делает его идеальным носителем для новых резервуаров для хранения водорода, способным выдерживать всенаправленные нагрузки и при этом обеспечивать эффективное хранение энергии. Лазерная технология играет центральную роль в точном производстве этой инновационной конструкции.
Критический скачок от концепции к практике
Джозеф Хейнсворт, технический директор NITIU, заявляет: «Когда я присоединился к компании четыре года назад, лазерная обработка не была основным методом производства. Но я быстро понял, что лазеры являются ключом к достижению точных структурных соединений и полному повышению ее стабильности». Чтобы точно применить эту технологию, его команда решила создать специальную лазерную лабораторию для целевого тестирования и оптимизации структур ILS.
Хейнсворт подчеркнул: «Цель заключалась в том, чтобы добиться автономности исследований и разработок, повысить качество и значительно сократить циклы разработки». После года обширных исследований в Европе решение TRUMPF для высокоточной-лазерной 3D-обработки оказалось оптимальным выбором. Его сканирующие зеркала обеспечивают высокоскоростное-точное лазерное перемещение в трех измерениях, становясь основным двигателем инновационной цепочки NITIU. Зеркальное сканирование обеспечивает высокоскоростное-точное лазерное позиционирование-, что является ключевым элементом инновационного пути NITIU.
В TRUMPF NITIU нашел идеальное решение. «Прежде чем заказать оборудование, мы в течение шести месяцев вели обширные обсуждения с экспертами по лазерам TRUMPF», — вспоминает Хейнсворт. «Гибкость и взаимодополняемость системы имели решающее значение, и они это глубоко понимали». В конечном итоге основное лабораторное оборудование NITIU было окончательно сформировано: пятиосевая система лазерной обработки TRUMPF TruLaser Cell 3000 и аппарат лазерной сварки TruLaser Weld 5000, оснащенный оптикой с динамической фокусировкой PFO 3D, специально предназначенной для двух- и трех-прецизионной сварки.
TRUMPF оптимизировал оптическую систему для этого проекта, интегрировав высокоточные-гальвозеркала, чтобы обеспечить высокоскоростную-гибкую работу лазера в трехмерном-пространстве. «Точность и скорость поразительны», — отметил Хейнсворт. «Это самый гибкий оптический компонент, который мы когда-либо использовали».
Благодаря встроенному высокоточному-3D-гальванометру PFO лазер обеспечивает высокую-скоростную и гибкую работу в трехмерном-пространстве.
Эффективность, качество и уверенность команды растут
Запуск лаборатории сразу же привел к повышению эффективности работы НИТИУ. «Проверка концепции, которая раньше занимала недели, теперь обычно выполняется от утренних экспериментов до реализации на следующий-день», — с удовлетворением отметил Хейнсворт. «Качество улучшилось, процессы стали более стабильными, а команда продолжает учиться и развиваться». TRUMPF точно адаптировал систему к рабочему процессу NITIU, предоставив комплексное решение «под ключ». Хейнсворт подчеркнул: «Мы могли бы выбрать нескольких поставщиков, но интегрированное решение TRUMPF имело решающее значение. Оно позволяет нам полностью сосредоточиться на нашей основной технологии, не отвлекаясь от координации работы различных поставщиков».
Движение вперед: легкий, прочный,-точный, созданный с помощью лазера
Создав новый лазерный центр, НИТИУ сделал решающий шаг на пути к разработке эффективных, легких и безопасных резервуаров для хранения водорода. То, что когда-то было мечтой, теперь материализуется в осязаемые, легкие и прочные компоненты, созданные с помощью точной лазерной инженерии. «Иногда это до сих пор кажется невероятным, — с улыбкой отмечает Хейнсворт, — но это действительно самая крутая вещь, которую мы когда-либо делали». Этот технологический прорыв не только дает NITIU конкурентное преимущество, но и придает мощный импульс декарбонизации транспорта, ускоряя развитие водородной экономики.
