A fydd ffibr carbon thermoplastig yn gwella cynhyrchu a phrosesu poteli storio hydrogen yn y dyfodol?
Mae ynni hydrogen yn cael ei gydnabod yn eang fel un o'r ffynonellau ynni mwyaf ecogyfeillgar. Mae gan ymchwil ar hydrogen hanes o dros gan mlynedd, ac mae ei gymhwysiad fel ffynhonnell ynni glân wedi'i astudio ers sawl degawd. Oherwydd fflamadwyedd a ffrwydron hydrogen, mae gofynion tymheredd a phwysau uchel yn ei senarios defnydd. Felly, mae angen ymchwil ac arbrofion mwy manwl i alluogi defnydd mwy cyfleus o ynni hydrogen. Ar hyn o bryd mae poteli storio hydrogen yn ddull cymharol lwyddiannus o gymhwyso ynni hydrogen; gallant storio nwy hydrogen pwysedd uchel ac fe'u defnyddir mewn cerbydau fel ceir. Dros y degawdau, mae poteli storio hydrogen wedi esblygu o Fath I i Fath V, gan drosglwyddo o ddeunyddiau metel cyfan i ddeunyddiau cyfansawdd wedi'u clwyfo'n llwyr heb leinin mewnol.
Mae manteision perfformiad poteli storio hydrogen ffibr carbon yn sylweddol, a gellir eu defnyddio ar yr un pryd â ffibrau aramid.
Yn ddiweddar, rhyddhaodd Sefydliad Peirianneg Awyrofod India ganfyddiad ymchwil a oedd yn cymharu ac yn dadansoddi ymddygiad strwythurol poteli storio hydrogen pwysedd uchel Math IV wedi'u gwneud o ffibr gwydr S, ffibr carbon gradd T, a ffibr aramid wedi'i atgyfnerthu. cyfansoddion o dan bwysau gweithio o 70 MPa.
Dangosodd y canlyniadau fod anffurfiad y botel ffibr gwydr S-Math IV yn 10.873 mm, roedd anffurfiad y botel ffibr carbon gradd T700- Math IV yn 1{{1{{12 }}}}.176 mm, ac roedd anffurfiad y botel Kevlar Math IV yn 1.0845 mm. Y straen elastig ar gyfer y tri deunydd oedd 0.26812, 0.25658, a 0.073177, yn y drefn honno. Yn ogystal, y prif straen uchaf ar gyfer y botel ffibr gwydr S Math IV oedd 1105.9 MPa, y straen ar gyfer y botel ffibr carbon Math IV oedd 1168.2 MPa, a'r straen ar gyfer potel Math IV Kevlar oedd 1389.4 MPa. Nododd yr astudiaeth, o fewn ystodau derbyniol o straen a straen, fod ffibrau aramid yn ddeunyddiau addas ar gyfer cychod gwasgedd hydrogen.
I grynhoi, wrth gymhwyso poteli storio hydrogen deunydd cyfansawdd, mae cyfansoddion ffibr carbon yn cynnig anystwythder uwch, tra bod cyfansoddion ffibr aramid yn darparu gwell caledwch. Wrth gwrs, nid yw'r ddau fath hyn o gyfansoddion yn annibynnol ar ei gilydd; yn hytrach, trwy ddyluniad a chyfuniad rhesymol, gellir manteisio ar eu priod fanteision. Gall y dull hwn gydbwyso anystwythder a chaledwch mewn cymwysiadau poteli storio hydrogen ffibr carbon, gan sicrhau perfformiad mecanyddol wrth wella diogelwch.
A all poteli storio hydrogen ffibr carbon wrthdroi'r dirywiad yng ngwerth "aur du"?
Gelwir ffibr carbon yn "aur du," sy'n adlewyrchu ei werth uchel, ac yn gyfatebol, mae prisiau'r farchnad wedi parhau i fod yn uchel. Fodd bynnag, mae ystadegau o'r ddwy flynedd ddiwethaf yn dangos bod "aur du" yn dibrisio. Dylai'r rhai mewn diwydiannau cysylltiedig neu weithwyr proffesiynol ffibr carbon ddeall y rhesymau y tu ôl i'r duedd hon. Bu ymchwydd mewn gallu cynhyrchu ffibr carbon pen isel, tra bod galw gan ddiwydiannau i lawr yr afon wedi cyrraedd dirlawnder. Canlyniad gorgyflenwad yw gostyngiad cyflym ym mhrisiau'r farchnad ffibr carbon. Wrth gwrs, nid yw'r cynnydd mewn gallu cynhyrchu ar gyfer ffibrau carbon canol i ben uchel a chyfansoddion wedi bod yn sylweddol, ac nid yw prisiau'r farchnad wedi newid llawer.
Mae data'n dangos bod maint y farchnad ffibr carbon fyd-eang wedi cyrraedd $4.386 biliwn yn 2022, sef cynnydd o flwyddyn i flwyddyn o 29.0%. Roedd y galw byd-eang am ffibr carbon yn 135,000 tunnell, gan dyfu 14.4% o'i gymharu â 118,000 tunnell yn 2021. Wedi'i yrru gan y polisi "carbon deuol", mae'r farchnad llestr pwysedd wedi profi twf cyflym, gyda'r galw byd-eang am lestri gwasgedd yn cyrraedd 14,800 tunnell yn 2022, cynnydd o 34.5% o'r flwyddyn flaenorol, gan gyfrif am 11.0% o'r farchnad segmentiedig. Erbyn 2030, disgwylir y bydd y galw byd-eang am lestri gwasgedd yn fwy nag 80,000 tunnell, sy'n dangos tuedd twf cryf.
Yn 2022, defnyddiodd Tsieina tua 6,000 tunnell o ffibr carbon ar gyfer silindrau nwy, gyda bron i hanner hwnnw'n cael ei ddefnyddio ar gyfer poteli storio hydrogen. Yn y dyfodol, mae'r pwynt twf ar gyfer ffibr carbon mewn llestri pwysau yn debygol o ddod i'r amlwg o'r farchnad poteli storio hydrogen. Gydag ymdrech gref y llywodraeth i ddatblygu celloedd tanwydd hydrogen a cherbydau, mae potensial aruthrol yn y sector poteli storio hydrogen, gan arwain at alw cyflymach am ffibr carbon yn y maes hwn. Mae data'n dangos, erbyn diwedd 2022, fod nifer y cerbydau celloedd tanwydd hydrogen yn Tsieina tua 12,300, gyda tharged o gyrraedd 50,000 erbyn 2025, gan arwain at gyfradd twf cyfansawdd blynyddol o bron i 60%. Os bydd y galw am ffibr carbon am boteli storio hydrogen yn cynyddu i 50% erbyn 2025, gallai'r galw am ffibr carbon gyrraedd 12,700 tunnell.
Yn y blynyddoedd i ddod, mae'r potensial ar gyfer poteli storio hydrogen ffibr carbon yn enfawr. Mae gallu cynhyrchu ffibr carbon pen isel wedi'i dargedu nid yn unig yn lliniaru'r dirywiad yng ngwerth "aur du" ond hefyd yn hyrwyddo datblygiad cyflym y diwydiant ynni hydrogen, gan gyflawni sefyllfa lle mae pawb ar eu hennill.
A fydd ffibr carbon thermoplastig yn gwella cynhyrchu a phrosesu poteli storio hydrogen yn y dyfodol?
Disgwylir i ryddhau capasiti cynhyrchu ffibr carbon pen isel helpu i ddatrys yr heriau a wynebir gan y diwydiant ffibr carbon domestig, ond nid yw hwn yn ateb hirdymor. Mae gwelliant mwy cynhwysfawr o dechnoleg ffibr carbon - meistroli galluoedd cynhyrchu màs ffibrau carbon canol-uchel yn benodol - yn hanfodol ar gyfer ennill mantais gystadleuol yn y farchnad ffibr carbon fyd-eang. Gallai ffibr carbon thermoplastig fod y cyfeiriad pwysig nesaf ar gyfer datblygiad y diwydiant ffibr carbon. Felly, a fydd cyfansoddion ffibr carbon thermoplastig yn chwarae rhan hyrwyddo wrth ddefnyddio ynni hydrogen?
Manteision cyfansoddion ffibr carbon thermoplastig:
1.High Nerth-i-Pwysau Cymhareb: Mae ffibr carbon yn enwog am ei gymhareb cryfder-i-bwysau uchel. Mae cyfuno ffibr carbon â matrics thermoplastig yn gwella'r fantais hon, gan wneud cyfansoddion ffibr carbon thermoplastig yn ddeniadol ar gyfer cymwysiadau mewn diwydiannau awyrofod a modurol lle mae deunyddiau ysgafn a chryfder uchel yn hanfodol.
Sefydlogrwydd 2.Chemical: Mae resinau thermoplastig fel arfer yn dangos gwell ymwrthedd cemegol o'u cymharu â resinau thermosetting, gan wneud cyfansoddion ffibr carbon thermoplastig yn addas ar gyfer cymwysiadau sydd angen cysylltiad â chemegau ymosodol, fel y rhai yn y diwydiant prosesu cemegol.
3.Gwrthsefyll Effaith Gwella: O'i gymharu â resinau thermosetio, mae resinau thermoplastig yn aml yn cael gwell ymwrthedd effaith a chaledwch, sy'n gwneud cyfansoddion ffibr carbon thermoplastig yn ddelfrydol ar gyfer cymwysiadau sy'n gofyn am berfformiad effaith rhagorol.
Gweithgynhyrchu 4.Fast: Mae cyflymder prosesu cyfansoddion ffibr carbon thermoplastig yn gyflymach na chyflymder cyfansoddion ffibr carbon thermosetting oherwydd amseroedd halltu byrrach. Mae'r nodwedd hon o fudd i ddiwydiannau sy'n galw am gylchoedd cynhyrchu cyflym a thrwybwn uchel.
5.Weldadwyedd: Gellir ymuno â chyfansoddion ffibr carbon thermoplastig gan ddefnyddio technegau weldio amrywiol, megis weldio ultrasonic neu weldio ymsefydlu. Mae'r gallu hwn yn hwyluso'r broses gydosod ac yn caniatáu ar gyfer cynhyrchu strwythurau cymhleth.
6.Repairability: Yn gyffredinol, mae cyfansoddion ffibr carbon thermoplastig yn haws i'w hatgyweirio na chyfansoddion ffibr carbon thermosetting. Gellir eu gwresogi, eu hail-siapio, neu eu clytiog, gan alluogi atgyweiriadau ar y safle heb gyfaddawdu ar berfformiad cyffredinol y deunydd.
7.Reprocessability: Gellir toddi a diwygio cyfansoddion ffibr carbon thermoplastig sawl gwaith heb ddiraddio eu priodweddau mecanyddol yn sylweddol. Mewn cyferbyniad â chyfansoddion ffibr carbon thermosetting, sy'n cael adweithiau halltu anadferadwy, mae'r ailbrosesadwyedd hwn yn gwneud cyfansoddion thermoplastig yn fwy ecogyfeillgar ac yn economaidd hyfyw.
8.Ailgylchadwyedd: Gellir ailgylchu cyfansoddion ffibr carbon thermoplastig ar ddiwedd eu cylch bywyd, gan leihau effaith amgylcheddol a chyfrannu at ddefnydd cynaliadwy.
