Přejít na obsah stránky

Zkušební technologie pro obnovitelné zdroje energie

Zásobování energií je v současnosti jedním z největších a nejdůležitějších problémů: energetický sektor produkuje přibližně dvě třetiny celosvětových emisí CO2. Rozvoj výroby energie z obnovitelných zdrojů šetrných k životnímu prostředí má zásadní význam pro boj proti změně klimatu. Vedle solární, větrné a vodní energie nabývá v celosvětovém energetickém sektoru stále většího významu vodíková technologie, která se snaží dosáhnout uhlíkové neutrality a v konečném důsledku přispět k ochraně klimatu. Materiál i infrastruktura v celém hodnotovém řetězci vodíkového průmyslu představují pro zkoušení materiálů nové a rozmanité výzvy.

Vodíková technologie Solární energie Technologie baterií

Název Typ Velikost Ke stažení
  • Informační brožura: Vodík PDF 11 MB

Zkušební řešení pro vodíkovou technologii

Vodík se již delší dobu používá jako surovina nebo palivo v chemickém průmyslu, protože je považován za ideální a flexibilní nosič energie pro budoucnost. Je základní součástí sledovaného energetického koloběhu, a proto je vhodný pro široké využití v průmyslu, dopravě, energetice a teplárenství. Zelený vodík vyráběný z obnovitelných zdrojů energie snižuje emise skleníkových plynů a přispívá k ochraně klimatu.

Vodík jako nejběžnější prvek je k dispozici v téměř neomezeném množství, je přímo použitelný a lze jej skladovat či přepravovat v plynném nebo kapalném stavu. Velmi vysoká hustota energie a použitelnost ve vázané formě z něj činí atraktivní nosič energie. Není však bezproblémový a je poměrně náročný na manipulaci.

Vzhledem ke své nízké hustotě a malému molekulárnímu objemu vodík snadno a rychle difunduje do pevných látek. V případě kovových materiálů to vede k vodíkové křehkosti a následně k výraznému snížení pevnosti materiálu. Mechanické zkoušky materiálů jsou důležitou součástí poznání vlastností a vývoje nových materiálů, které musí bezpečně a spolehlivě fungovat pod vlivem vodíku po dlouhou dobu. Důležité a pro bezpečnost kritické komponenty se používají v následujících oblastech:

  • Výroba vodíku (např. elektrolyzátory)
  • Přeprava vodíku (např. potrubí, armatury)
  • Skladování vodíku (např. zkapalněný plyn, tlakové nádoby)
  • Přeměna energie (např. palivové články)

Zkoušení mechanických vlastností materiálů vyžaduje přesnou a speciálně upravenou zkušební technologii, která umožňuje spolehlivé stanovení charakteristických hodnot materiálu pod přímým vlivem vodíku, za velmi vysokého tlaku, velmi nízkých teplot a po velmi dlouhou dobu.
Následující příklady použití ukazují zkušební řešení společnosti ZwickRoell, která komplexně splňují vysoké požadavky vodíkového průmyslu a významně přispívají k dalšímu vývoji materiálů a komponentů.

Zkoušení za kryogenních teplot
Kryogenní zkoušky se provádí při nízkých teplotách < 120 K (-153 °C). Těchto nízkých teplot se dosahuje pomocí teplotních komor, ponorných kryostatů nebo kontinuálních průtokových kryostatů.
k Zkoušení za kryogenních teplot
Vliv vodíku na slitiny kovů / Vodíková křehkost
Požadavky na zkoušky a problémy z hlediska skladování a přepravy plynného vodíku
Standardizované metody pro hodnocení vodíkové křehkosti a zkušební roztoky v tlakovém vodíkovém prostředí pomocí vodíkového autoklávu (tlakové vodíkové nádrže) nebo technologie dutých vzorků
k Vliv vodíku na slitiny kovů / Vodíková křehkost
Zkoušky vodíkových palivových článků
k Zkoušky vodíkových palivových článků

Zkoušení solárních článků

Solární průmysl
Řešení pro zkoušky podle IEC a EN 61215 (fotovoltaické moduly z krystalického křemíku) nebo EN 61646 (tenkovrstvé fotovoltaické moduly).
k Solární průmysl

Řešení pro zkoušení lithium-iontových bateriových článků, bateriových modulů a bateriových bloků

Lithium-iontový článek se skládá z různých součástí a materiálů, které jsou vzhledem ke svým odlišným funkcím vystaveny různým zátěžovým aplikacím. V oblasti výroby jsou proto materiály v různých výrobních krocích vystaveny elektrochemickému, tepelnému a mechanickému namáhání, aby těmto zatížením vyhověly. Společnost ZwickRoell nabízí zkušební řešení pro všechny požadavky na lithium-iontové bateriové články, bateriové moduly a bateriové bloky.

  • Používá se řada materiálů: Materiál elektrod z hliníkové a měděné fólie, polymerní separátory (PE nebo PP), grafitové nebo titanové povlaky elektrod, povlaky oxidů kovů lithia, pouzdra na bázi hliníku (pevná pouzdra nebo laminované fólie) atd.
  • Materiály se zkoušejí z hlediska napětí v tahu, odolnosti proti průhybu, stability trhlin, pevnosti ve smyku, pevnosti zatavených spojů, pevnosti svarů, odolnosti proti průrazu, pružnosti, teplotního namáhání nebo pevnosti v tlaku. Kromě toho musí některé součásti projít také zkouškami funkčnosti, jako jsou smykové síly na svorkách nebo odolnost proti průrazu bezpečnostních ventilů u prizmatických článků nebo jednoduché ověření pevnosti svarových spojů proudových sběračů.
  • Je důležité pochopit lithium-iontový článek z hlediska jeho pracovního cyklu. Zjištění mechanické deformace článku způsobené expanzí během nabíjení hraje důležitou roli při návrhu prostředí bateriového článku. Další problémy: Teplotní odolnost v širokém rozsahu teplot (-40 °C až +120 °C), odolnost proti vibracím, cyklickému zatížení a procesům stárnutí v důsledku elektrochemických vlivů.
Nahoru