في السباق العالمي نحو مستقبل يعتمد على الهيدروجين-، برزت تكنولوجيا التخزين الآمنة والفعالة باعتبارها عنق الزجاجة الحاسم. والآن، يقدم ابتكار من السويد-خزان تخزين الهيدروجين الذي يبدو أنه يتكون من عدد لا يحصى من-الشبكات البلورية المثلثة-حلاً ثوريًا لهذا التحدي. ويكمن وراء هذا الإنجاز التعاون بين NITIU ومجموعة TRUMPF الألمانية، والتي استفادت من تكنولوجيا الليزر المتطورة- لتحويل مخطط صهاريج تخزين الهيدروجين خفيفة الوزن وعالية الاستقرار إلى واقع ملموس.
يعتبر الهيدروجين مصدر الطاقة في المستقبل، فهو خفيف الوزن، ونظيف، وإمداداته لا حدود لها تقريبًا. ومع ذلك، فإن خصائصه تشكل تحديات تخزين هائلة: يتطلب تخزين السوائل الحفاظ على درجة حرارة قصوى تبلغ -253 درجة، بينما يجب أن يتحمل التخزين الغازي الضغط المكاني الهائل. للتغلب على هذه المشكلة، طورت NITIU هيكلها خفيف الوزن المتناحي (ILS®) الحاصل على براءة اختراع. يستخدم هذا الهيكل عددًا لا يحصى من رباعيات السطوح كوحدات بناء لتكوين شبكة معدنية فائقة -خفيفة الوزن وفائقة-مستقرة. تكمن ميزته الأساسية في "تناحية الخواص"-حيث يتحمل الهيكل الضغط بشكل موحد من أي اتجاه، ويعمل مثل "الدرع البلوري" المصمم خصيصًا للهيدروجين عالي الضغط. هذه الخاصية تجعلها حاملًا مثاليًا لصهاريج تخزين الهيدروجين الجديدة، وهي قادرة على تحمل الضغط الشامل مع تمكين تخزين الطاقة بكفاءة. تعد تقنية الليزر عنصرًا أساسيًا في التصنيع الدقيق لهذا الهيكل المبتكر.
القفزة الحاسمة من المفهوم إلى الممارسة
صرح جوزيف هينسورث، المدير الفني في NITIU: "عندما انضممت قبل أربع سنوات، لم تكن المعالجة بالليزر هي طريقة التصنيع الأساسية. لكنني أدركت بسرعة أن الليزر هو المفتاح لتحقيق اتصالات هيكلية دقيقة والاستفادة الكاملة من استقرارها." لتطبيق هذه التكنولوجيا بدقة، قرر فريقه إنشاء مختبر ليزر مخصص للاختبار المستهدف وتحسين هياكل ILS.
وأكد هينسورث: "كان الهدف هو تحقيق استقلالية البحث والتطوير، وتعزيز الجودة، وتقصير دورات التطوير بشكل كبير". بعد عام من البحث المكثف في أوروبا، ظهر حل المعالجة بالليزر ثلاثي الأبعاد عالي الدقة-من TRUMPF باعتباره الخيار الأمثل. تتيح مرايا المسح الخاصة بها -حركة ليزر دقيقة وعالية السرعة في ثلاثة أبعاد، لتصبح المحرك الأساسي لسلسلة ابتكارات NITIU. يوفر مسح المرآة-سرعة عالية ودقة في تحديد موضع الليزر-وهو عنصر محوري في رحلة الابتكار في NITIU.
في TRUMPF، وجدت NITIU الحل المثالي. يتذكر هاينسورث قائلاً: "لقد شاركنا في مناقشات مكثفة مع خبراء الليزر في شركة TRUMPF لمدة ستة أشهر قبل طلب المعدات". "كانت مرونة النظام وتكامله أمرًا بالغ الأهمية، وقد فهموا ذلك بعمق." في نهاية المطاف، تم الانتهاء من معدات المختبر الأساسية لـ NITIU مثل نظام المعالجة بالليزر TRUMPF TruLaser Cell 3000 ذو خمسة محاور - وآلة اللحام بالليزر TruLaser Weld 5000 المجهزة بصريات التركيز الديناميكي PFO 3D، والمصممة خصيصًا لللحام الدقيق ثنائي الأبعاد - وثلاثي - الأبعاد.
قامت TRUMPF بتحسين النظام البصري لهذا المشروع، حيث قامت بدمج -مرايا galvo عالية الدقة لتمكين -تشغيل ليزر مرن وسريع في -مساحة ثلاثية الأبعاد. وأشار هينسورث إلى أن "الدقة والسرعة مذهلتان". "هذا هو المكون البصري الأكثر مرونة الذي استخدمناه على الإطلاق."
بفضل الجلفانومتر -عالي الدقة المتكامل PFO ثلاثي الأبعاد، يحقق الليزر -سرعة عالية وتشغيلًا مرنًا في الفضاء-ثلاثي الأبعاد.
ترتفع الكفاءة والجودة وثقة الفريق
أدى إطلاق المختبر إلى تحقيق مكاسب فورية في الكفاءة لـ NITIU. "التحقق من صحة المفهوم الذي كان يستغرق أسابيع في السابق، يتم الآن إكماله بشكل روتيني بدءًا من التجارب الصباحية وحتى التنفيذ في اليوم التالي-"، أشار هاينزورث بارتياح. "لقد تحسنت الجودة، وأصبحت العمليات أكثر استقرارًا، ويستمر الفريق في التعلم والتقدم." صممت TRUMPF النظام بدقة ليناسب سير عمل NITIU، مما يوفر حلاً متكاملاً وشاملاً. وأكد هينسورث: "كان بإمكاننا اختيار موردين متعددين، ولكن الحل المتكامل الذي قدمته TRUMPF كان محوريًا. فهو يسمح لنا بالتركيز بشكل كامل على التكنولوجيا الأساسية لدينا دون تشتيت انتباهنا عن التنسيق بين البائعين المختلفين."
المضي قدمًا: خفيف الوزن، وقوي، ومصمم بالليزر-ودقيق
من خلال مركز الليزر الجديد، اتخذت NITIU خطوة حاسمة نحو تطوير صهاريج تخزين الهيدروجين الفعالة وخفيفة الوزن والآمنة. ما كان في السابق رؤية أصبح الآن يتجسد في مكونات ملموسة وخفيفة الوزن وقوية تم تشكيلها من خلال هندسة الدقة بالليزر. يقول هينسورث مبتسماً: "في بعض الأحيان لا يزال الأمر لا يصدق، ولكن هذا هو حقًا أروع شيء قمنا به على الإطلاق". لا يمنح هذا التقدم التكنولوجي NITIU ميزة تنافسية فحسب، بل يضخ أيضًا زخمًا قويًا في إزالة الكربون من وسائل النقل، مما يسرع اقتصاد الهيدروجين على المسار السريع.
