Trong cuộc chạy đua toàn cầu hướng tới một tương lai chạy bằng năng lượng hydro-, công nghệ lưu trữ an toàn và hiệu quả đã nổi lên như một nút thắt cổ chai nghiêm trọng. Giờ đây, một cải tiến từ Thụy Điển-một bể chứa hydro dường như được tạo thành từ vô số-mạng tinh thể hình tam giác-vi mô mang đến một giải pháp mang tính cách mạng cho thách thức này. Đằng sau bước đột phá này là sự hợp tác giữa NITIU và Tập đoàn TRUMPF của Đức. Tập đoàn này đã tận dụng-công nghệ laser tiên tiến để biến bản thiết kế các bể chứa hydro nhẹ, có độ ổn định cao thành hiện thực.
Được ca ngợi là nguồn năng lượng của tương lai, hydro nhẹ, sạch và có nguồn cung gần như vô hạn. Tuy nhiên, các đặc tính của nó đặt ra những thách thức to lớn về việc lưu trữ: lưu trữ chất lỏng yêu cầu duy trì nhiệt độ cực cao -253 độ, trong khi lưu trữ khí phải chịu được áp suất không gian cực lớn. Để khắc phục điều này, NITIU đã phát triển Cấu trúc nhẹ đẳng hướng (ILS®) được cấp bằng sáng chế. Cấu trúc này sử dụng vô số khối tứ diện làm khối xây dựng để tạo thành một mạng kim loại siêu nhẹ và siêu ổn định. Ưu điểm cốt lõi của nó nằm ở tính "đẳng hướng"-cấu trúc chịu áp lực đồng đều từ mọi hướng, hoạt động giống như một "áo giáp pha lê" được thiết kế riêng cho hydro áp suất cao. Đặc tính này làm cho nó trở thành chất mang lý tưởng cho các bể chứa hydro mới, có khả năng chịu được áp lực theo mọi hướng đồng thời cho phép lưu trữ năng lượng hiệu quả. Công nghệ laser là trọng tâm trong quá trình sản xuất chính xác cấu trúc cải tiến này.
Bước nhảy vọt quan trọng từ khái niệm đến thực hành
Joseph Hainsworth, Giám đốc kỹ thuật tại NITIU, cho biết: "Khi tôi gia nhập NITIU bốn năm trước, xử lý bằng laser không phải là phương pháp sản xuất chính. Nhưng tôi nhanh chóng nhận ra rằng laser là chìa khóa để đạt được các kết nối cấu trúc chính xác và tận dụng tối đa tính ổn định của nó." Để áp dụng công nghệ này một cách chính xác, nhóm của ông đã quyết định thành lập một phòng thí nghiệm laser chuyên dụng để thử nghiệm mục tiêu và tối ưu hóa các cấu trúc ILS.
Hainsworth nhấn mạnh: "Mục tiêu là đạt được quyền tự chủ R&D, nâng cao chất lượng và rút ngắn đáng kể chu kỳ phát triển". Sau một năm nghiên cứu sâu rộng ở Châu Âu, giải pháp xử lý laser 3D có độ chính xác-cao của TRUMPF nổi lên như một lựa chọn tối ưu. Gương quét của nó cho phép chuyển động tia laser chính xác,-tốc độ cao theo ba chiều, trở thành động cơ cốt lõi trong chuỗi đổi mới của NITIU. Quét gương mang lại-định vị laser chính xác, tốc độ cao-một yếu tố then chốt trong hành trình đổi mới của NITIU.
Tại TRUMPF, NITIU đã tìm ra giải pháp lý tưởng. Hainsworth nhớ lại: “Chúng tôi đã thảo luận sâu rộng với các chuyên gia về laser của TRUMPF trong sáu tháng trước khi đặt mua thiết bị”. "Tính linh hoạt và bổ sung của hệ thống là rất quan trọng và họ hiểu sâu sắc điều này." Cuối cùng, thiết bị thí nghiệm cốt lõi của NITIU đã được hoàn thiện là hệ thống xử lý laser năm trục TRUMPF TruLaser Cell 3000-và máy hàn laser TruLaser Weld 5000 được trang bị hệ thống quang học lấy nét động PFO 3D, được thiết kế riêng cho hàn chính xác hai{7}} và ba{8} chiều.
TRUMPF đã tối ưu hóa hệ thống quang học cho dự án này, tích hợp-gương galvo có độ chính xác cao để cho phép vận hành tia laser linh hoạt,-tốc độ cao trong không gian ba{2}}chiều. Hainsworth nhận xét: “Độ chính xác và tốc độ thật đáng kinh ngạc. “Đây là thành phần quang học linh hoạt nhất mà chúng tôi từng sử dụng.”
Nhờ có điện kế 3D PFO có độ chính xác cao-tích hợp, tia laser đạt được-tốc độ cao, hoạt động linh hoạt trong không gian ba-chiều.
Hiệu quả, chất lượng và niềm tin của nhóm tăng vọt
Việc ra mắt phòng thí nghiệm đã mang lại hiệu quả ngay lập tức cho NITIU. "Việc xác thực khái niệm trước đây phải mất hàng tuần giờ được hoàn thành thường xuyên từ thử nghiệm buổi sáng cho đến triển khai-ngày hôm sau," Hainsworth hài lòng lưu ý. "Chất lượng đã được cải thiện, quy trình ổn định hơn và nhóm tiếp tục học hỏi và tiến bộ." TRUMPF đã điều chỉnh hệ thống một cách chính xác theo quy trình làm việc của NITIU, cung cấp giải pháp chìa khóa trao tay toàn diện. Hainsworth nhấn mạnh: "Chúng tôi có thể chọn nhiều nhà cung cấp, nhưng giải pháp tích hợp của TRUMPF là then chốt. Nó cho phép chúng tôi tập trung hoàn toàn vào công nghệ cốt lõi của mình mà không bị phân tâm trong việc điều phối các nhà cung cấp khác nhau."
Tiến về phía trước: Nhẹ, Mạnh mẽ,-Độ chính xác được thiết kế bằng laser
Với trung tâm laser mới, NITIU đã thực hiện một bước quan trọng trong việc phát triển các bể chứa hydro hiệu quả, nhẹ và an toàn. Những gì từng là tầm nhìn giờ đây đang được hiện thực hóa thành các bộ phận hữu hình, nhẹ, chắc chắn được rèn thông qua kỹ thuật chính xác bằng laser. Hainsworth mỉm cười nhận xét: “Đôi khi tôi vẫn cảm thấy khó tin, nhưng đây thực sự là điều tuyệt vời nhất mà chúng tôi từng làm”. Bước đột phá về công nghệ này không chỉ mang lại cho NITIU lợi thế cạnh tranh mà còn tạo động lực mạnh mẽ cho quá trình khử cacbon trong giao thông vận tải, thúc đẩy nền kinh tế hydro đi lên nhanh chóng.
