Yenilenebilir enerjiler için test teknolojisi
Enerji arzı şu anda en büyük ve en önemli zorluklardan biridir: Enerji sektörü, küresel CO2 emisyonlarının yaklaşık üçte ikisine neden oluyor. Yenilenebilir enerjilerden iklim dostu enerji üretiminin genişletilmesi, iklim değişikliğine karşı koymak için çok önemlidir. Karbon nötr olma hedefine ulaşmak ve böylece iklimin korunmasına katkıda bulunmak için güneş, rüzgar enerjisi ve hidroelektrik enerjisine ek olarak, küresel enerji pazarında hidrojen teknolojisi giderek daha önemli hale geliyor. Hem malzeme hem de altyapı - hidrojen endüstrisinin tüm değer zinciri boyunca - yeni ve çeşitli zorluklarla malzeme testi sunuyor.
Hidrojen teknolojisi için test çözümleri
Hidrojen, gelecek için ideal ve esnek bir enerji taşıyıcısı olarak kabul edildiğinden, bir süredir kimya endüstrisinde hammadde veya yakıt olarak kullanılmaktadır. Planlanan enerji geçişinin temel bir parçasıdır, bu nedenle örneğin sanayi, ulaşım, elektrik ve ısı alanlarında çok çeşitli kullanımlar için uygundur. Yenilenebilir enerjilerden üretilen yeşil hidrojen, sera gazlarını azaltır ve böylece iklimin korunmasına katkıda bulunur.
En yaygın element olan hidrojen, neredeyse sınırsız miktarda bulunur, doğrudan kullanılabilir ve gaz ve sıvı halde taşınabilir ve depolanabilir. Çok yüksek enerji yoğunluğu ve bağlı formda kullanılabilirliği, onu çekici bir enerji kaynağı yapar, ancak bununla birlikte kullanımı çok zordur ve tamamen sorunsuz değildir.
Düşük yoğunluğu ve küçük moleküler kesiti nedeniyle, hidrojen katı maddelerden kolayca ve hızlı bir şekilde yayılır. Örneğin metalik malzemeler söz konusu olduğunda bu, hidrojen kırılganlığına ve dolayısıyla malzeme mukavemetinde güçlü bir azalmaya yol açar. Bu nedenle mekanik malzeme testleri, hidrojenin etkisi altında güvenilir bir şekilde ve uzun vadede çalışması gereken yeni malzemelerin karakterizasyonunun ve geliştirilmesinin önemli bir parçasıdır. Önemli ve güvenlik açısından kritik bileşenler aşağıdaki alanlarda kullanılmaktadır:
- Hidrojen üretimi (örneğin elektrolizörler)
- Hidrojen taşınması (örneğin borular, valfler)
- Hidrojen depolama (ör. sıvı gaz, basınçlı kaplar)
- Enerji dönüşümü (örn. yakıt hücreleri)
Mekanik malzeme testi, güvenilir malzeme parametrelerinin hidrojenin doğrudan etkisi altında, çok yüksek basınçlarda, çok düşük sıcaklıklarda ve aynı zamanda çok uzun süreler boyunca belirlenmesini sağlayan hassas ve uyarlanmış test teknolojisi gerektirir.
Aşağıdaki uygulama örnekleri, hidrojen endüstrisinin yüksek gereksinimlerini kapsamlı bir şekilde karşılayan ve malzeme ve bileşenlerin daha fazla geliştirilmesine önemli bir katkı sağlayan ZwickRoell test çözümlerini göstermektedir.
Lityum iyon pil hücreleri, pil modülleri ve pil paketleri için test çözümleri
Bir lityum iyon pil hücresi, çeşitli işlevleri nedeniyle çeşitli yüklere maruz kalan çeşitli bileşenlerden ve malzemelerden oluşur. Bu nedenle, üretimde, malzemeler ve malzemeler, bu tür yüklere uymak için çeşitli üretim aşamalarında elektrokimyasal, termal ve mekanik yüklere maruz kalmaktadır. Her gereksinim için lityum iyon pil hücreleri, pil modülleri ve pil paketleri için test çözümleri sunar.
- Çeşitli malzemeler kullanılır: Alüminyum ve bakır folyo elektrot malzemesi, polimer ayırıcılar (PE veya PP), grafit veya titanat elektrot kaplamaları, lityum metal oksit kaplamalar, alüminyum bazlı muhafazalar (sert muhafazalar veya lamine folyolar), vb.
- Malzemeler çekme gerilmeleri, burkulma mukavemeti, yırtılma mukavemeti, kesme kuvvetleri, sızdırmazlık dikiş mukavemeti, yapışma mukavemeti, delinme mukavemeti, elastikiyet, sıcaklık gerilmesi veya basınç mukavemeti için puntco 'da test edilir. Ek olarak, bazı bileşenler, terminal kesme kuvvetleri veya prizmatik hücrelerin emniyet valflerinin delinme direnci veya tutucu kaynakların gücünün basit bir şekilde doğrulanması gibi fonksiyonel testlerden geçmelidir.
- Bir lityum-iyon pil, güç döngüsü açısından anlaşılmalıdır. Şarj işlemi sırasında şişme (şişme) yoluyla mekanik hücre deformasyonunun tespiti, pil hücresi ortamının tasarımında önemli bir rol oynar. Diğer zorluklar: Geniş bir sıcaklık aralığında (-40 °C ila +120 °C) sıcaklık direnci, titreşimlere, döngüsel yüklere ve elektrokimyasal etkilerin neden olduğu yaşlanma süreçlerine karşı direnç.