水素燃料の未来に向けた世界的な競争において、安全で効率的な貯蔵技術が重大なボトルネックとして浮上しています。{0}現在、スウェーデンの技術革新-は、無数の微細な-三角結晶格子で構成されているように見える-水素貯蔵タンクで、この課題に対する革新的な解決策を提供します。この画期的な進歩の背後には、NITIU とドイツの TRUMPF グループとの協力があり、最先端のレーザー技術を活用して、軽量で安定性の高い水素貯蔵タンクの青写真を実現しました。{6}}
未来のエネルギー源として注目されている水素は、軽量でクリーンであり、供給量はほぼ無限です。しかし、その特性は保管に計り知れない課題をもたらします。液体の保管では -253 度の極端な温度を維持する必要がありますが、気体の保管では巨大な空間圧力に耐える必要があります。これを克服するために、NITIU は特許取得済みの等方性軽量構造 (ILS®) を開発しました。この構造は、無数の四面体を構成要素として利用して、超軽量かつ超安定な金属格子を形成しています。-その中心的な利点は「等方性」にあります。{{8}この構造はあらゆる方向からの圧力に均一に耐え、高圧水素に合わせて調整された「クリスタル アーマー」のように機能します。-この特性により、効率的なエネルギー貯蔵を可能にしながら全方向応力に耐えることができる、新しい水素貯蔵タンクの理想的なキャリアとなります。レーザー技術は、この革新的な構造の精密製造の中心となります。
コンセプトから実践への重要な飛躍
NITIU のテクニカル ディレクター、ジョセフ ヘインズワースは次のように述べています。「私が 4 年前に入社したとき、レーザー加工は主要な製造方法ではありませんでした。しかし、レーザーが正確な構造接続を実現し、その安定性を最大限に活用するための鍵であることはすぐにわかりました。」この技術を正確に適用するために、彼のチームは、ILS 構造のターゲットを絞ったテストと最適化のための専用のレーザー研究所を設立することを決定しました。
ヘインズワース氏は、「目標は研究開発の自主性を達成し、品質を向上させ、開発サイクルを大幅に短縮することであった」と強調した。ヨーロッパで 1 年間にわたる広範な研究を行った結果、TRUMPF の高精度 3D レーザー加工ソリューションが最適な選択肢として浮上しました。-そのスキャニング ミラーは高速かつ正確なレーザーの 3 次元移動を可能にし、NITIU のイノベーション チェーンの中核エンジンとなります。{4}ミラー スキャンは、NITIU のイノベーションの取り組みにおいて極めて重要な要素である高速で正確なレーザー位置決め-を実現します。
TRUMPF では、NITIU が理想的な解決策を見つけました。 「私たちは装置を注文する前に、TRUMPF レーザーの専門家と 6 か月間にわたって徹底的な議論を行いました」とヘインズワース氏は振り返ります。 「システムの柔軟性と補完性は重要であり、彼らはこれを深く理解していました。」最終的に、NITIU の中核となる実験装置は、TRUMPF TruLaser Cell 3000 5 軸レーザー加工システムと、PFO 3D ダイナミック集束光学系を備えた TruLaser Weld 5000 レーザー溶接機として完成しました。これらは、特に 2{7}} および 3- 次元の精密溶接用に調整されました。
TRUMPF は、このプロジェクト用に光学システムを最適化し、高精度ガルバノミラーを統合して、3 次元空間での高速かつ柔軟なレーザー操作を可能にしました。{{0}{1}{2}} 「精度とスピードは驚くべきものです」とヘインズワース氏は語った。 「これは、私たちがこれまで使用した中で最も柔軟な光学コンポーネントです。」
統合された高精度 PFO 3D 検流計のおかげで、レーザーは 3 次元空間での高速かつ柔軟な動作を実現します。-
効率、品質、チームの信頼性が向上
この研究所の立ち上げにより、NITIU は即座に効率が向上しました。 「以前は数週間かかったコンセプトの検証が、今では朝の実験から翌日の実装まで定期的に完了します」とヘインズワース氏は満足そうに述べました。- 「品質は向上し、プロセスはより安定し、チームは学習と進歩を続けています。」 TRUMPF は、NITIU のワークフローに合わせてシステムを正確に調整し、包括的なターンキー ソリューションを提供しました。 Hainsworth 氏は、「複数のサプライヤーを選択することもできましたが、TRUMPF の統合ソリューションは極めて重要でした。これにより、さまざまなベンダーの調整に邪魔されることなく、コア技術に完全に集中することができます。」と強調しました。
前進: 軽量、堅牢、レーザー工学による精度-
NITIU は、新しいレーザーセンターにより、効率的で軽量かつ安全な水素貯蔵タンクの開発に向けて重要な一歩を踏み出しました。かつてのビジョンは現在、レーザー精密エンジニアリングによって鍛造された、具体的で軽量かつ堅牢なコンポーネントとして具体化されています。ヘインズワース氏は「今でも信じられないと感じることがある」と笑顔で語る。「でも、これは本当に我々がこれまでにやった中で最も素晴らしいことだ」この技術的進歩は、NITIU に競争力を与えるだけでなく、輸送の脱炭素化に強力な推進力を注入し、水素経済を加速軌道に乗せます。
