汽車天然氣儲罐突破傳統(tǒng)采用復(fù)合材料

荷蘭皇家帝斯曼集團表示，通過結(jié)合兩種最具創(chuàng)新性的熱塑性技術(shù)而成功打造的高性能壓力容器，非常適合用作壓縮天然氣(CNG)或氫燃料汽車的輕型儲氣罐。利用兼具內(nèi)層襯膽和外層復(fù)合纖維加固的解決方案，帝斯曼能夠?qū)夤薜闹亓看蠓鶞p少70%。
　　
　　氫氣和天然氣在汽車燃料經(jīng)濟性和低碳性方面占有重要地位。天然氣儲量較高的國家逐漸發(fā)現(xiàn)使用CNG作為替代燃料的優(yōu)勢，與當(dāng)前的汽油或柴油解決方案相比，CNG可使二氧化碳排放量減少15%。
　　

汽車天然氣儲罐突破傳統(tǒng)采用復(fù)合材料

傳統(tǒng)的40L鋼罐重量約60千克，而采用Akulon®燃油阻隔內(nèi)膽的復(fù)合IV型罐僅重20千克。車輛重量每減少10千克，則每公里里程的二氧化碳排放量大約減少1克。
　　
　　IV型壓力容器采用塑料基材和纖維纏繞加固，不同于含有金屬成分的I,II和III類容器。在10月中旬于德國舉辦的Fakuma展上，帝斯曼展出了一款配備利用Akulon燃油阻隔(一種具有極高碳?xì)浠衔镒韪粜缘木埘０坊?a href="http://www.223343.com" target="_blank">工程塑料)吹塑型內(nèi)膽的儲氣罐。該罐可以用熱固性或熱塑性樹脂為基材的復(fù)合纖維進行包覆，如EcoPaXX®聚酰胺410等制成的膠帶。
　　
　　CNG儲罐的內(nèi)膽材質(zhì)
　　
　　Akulon燃油阻隔采用一種含有特殊添加劑的配方，可進一步提升PA6強大的阻氣性，并且使其在低溫下(低至-60°C)也具有極高的耐沖擊性。HDPE內(nèi)膽的滲透性過高，導(dǎo)致無法在車輛內(nèi)安裝含有此類內(nèi)膽的復(fù)合IV型儲罐。但是，相對于HDPE材料，Akulon燃油阻隔內(nèi)膽材料可以讓排放因子至少降低150，從而能夠在汽車內(nèi)成功使用IV型儲罐。
　　
　　Akulon燃油阻隔的產(chǎn)品組合增加了一個新品級，適合公共汽車和卡車等重型車輛用大壓力容器內(nèi)膽的吹塑成型。一般聚合物的熔體強度相對較低，通常很難利用PA6進行大型吹塑成型，但該品級具有足以為長度超過2米的儲罐創(chuàng)建穩(wěn)定型坯的熔體強度，可以確保高精度的壁厚控制。
　　
　　CNG罐的復(fù)合纖維材質(zhì)
　　
　　在當(dāng)前IV型壓力容器中，復(fù)合纖維加固包含采用環(huán)氧樹脂或不飽和聚酯等熱固性聚合物制成的玻璃或碳纖維。帝斯曼利用熱塑性材料，如EcoPaXX聚酰胺410或Akulon的另一個品級，開發(fā)出用于容器包覆的復(fù)合纖維，從而成功實現(xiàn)了下一代V型壓力容器的聯(lián)合研發(fā)。
　　
　　V型壓力容器的重量比鋼罐減少了約70%，并且比IV型壓力容器更輕。此類材質(zhì)比鋼更耐用，具有更好的耐化學(xué)性(抗腐蝕)，并且可完全回收。EcoPaXX另一個優(yōu)勢就是其聚合物全部采用可再生資源制成，因此整個生命周期內(nèi)的碳排放總量為零。
　　
　　Covess董事TonyVanswijgenhoven是先進熱塑性復(fù)合材料容器的研究專家，擁有各類應(yīng)用專知，目前正在與帝斯曼展開密切合作。他表示，“在Covess制造V型壓力容器的研發(fā)過程中，可以利用玻璃、碳或混合纖維實現(xiàn)重量、性能和經(jīng)濟性的完美平衡。無論你選擇哪種纖維，最后容器都會比現(xiàn)有類似的IV型儲罐更輕盈。”