Vätgaslagring

MacroSpheres - en helt unik lagring av vätgas.

En innovation av Professor Lars Stenmark

 
Vi på Flädjemark Sports ser vätgasen som ett fantastiskt bränsle att tanka våra racingfordon med. Med den teknik som presenteras här under är ett 24h lopp på Lemans en realitet.
Samtidigt som vi tävlar, påvisar vi hur enkelt detta systemet skulle kunna användas ute i vardagstrafiken. Vi har alltså ambitionen att få till ett demonstrationssystem åt Professor Lars Stenmark.
 
 
Under Examensarbetet 2009 på Halmstad Högskola var vi uppdragsgivare till två energiingengörsstudenter (läs mer under motorsport historik). Under examensarbetet fick vi kontakt med Lars Stenmark, Professor i micro och nanoteknik i rymdapplikationer. Lars Stenmark har en uppfinning som är helt unik och som framhäver vätgasen som ett mycket realistiskt bränsle genom sin lagringsmetod i små sfärer (runda klot).
Det har en längre tid varit en utmaning att få med sig tillräckligt mycket vätgas för att kunna komma längre sträckor med vätgasfordon, detta har Professor Lars Stenmark löst med sina vätgasbollar. En annan svår del för vätgasförespråkarna har varit att få folk att känna sig trygga säkerhetsmässigt. Med vätgasbollarna höjs säkerheten till en nivå som ligger långt över vad man ställer för krav på dagens flytande bränslen.

 
Det hela går ut på att man har en mängd små sfäriska tankar stora som pingisbollar som var och en utgör en tank. Tanken/sfären är byggd av två mantlar. Innermantel i icke gasgenomsläppligt material och en yttermantel gjord av kompositmaterial för att klara av trycket. Kolfiber/kompositmaterial har ytterligare en bra egenskap. Förutom att det är ett otroligt starkt material så väger det väldigt lite.
I var och en av dessa förhållandevis små tankar så finns nyckeln till det unika. Ett litet micromekaniskt chip. Chipet är alltså helt utan några anslutningar (skruvbara el.dyl.) för in och utflöde av vätgas. Likaså finns det inga elektriska komponenter utan är som sagt helt mekaniskt.
Chipet innehåller ett antal ventiler, regulatorer och filter för att man skall kunna fylla och tömma bollarna, allt gjort i micro och nanoteknologi.

 
Hur använder man dem då?

Jo, ponera följande:
Bollarna är tomma och det är samma tryck inuti bollarna som utanför dem. Man häller in "några tusen" bollar i en tryckkammare och stänger luckan. Sen öppnar vi kranen med vätgas in till kammaren, trycket stegras till över 700 bar i kammaren.
Chipet i bollen känner av när trycket stegras och en ventil öppnas och gas läcker in i bollen.  Bollen tar emot gas tills trycket är lika stort inne i bollen som utanför bollen inne i tryckkammaren.

Nästa steg är att man trycksänker kammaren hastigt, microchipet reagerar nu med att stänga inloppsventilen. När kammaren är trycklös så kan bollarna tas ut ur kammaren och hanteras fritt utanför densamma.
Nu kan bollarna distribueras ut till låt säga en vätgasmack eller var man nu behöver vätgas. När bollarna kommer till macken läggs de i en trycklös tank som är ansluten till en tankningsarmatur.
 
När vätgasen börjar ta slut är det dags att tanka fordonet.

 


Ditt fordon som är beskaffat med en rörslinga som är delar av bilens chassiekonstruktion såsom golv, hjulhus, etc. körs till vätgasmacken.
Rörslingan går från låt säga en bakskärm, löper runt i bilens konstruktion för att till slut komma tillbaka till samma bakskärm bredvid ingångsröret.
När bilen kommer in på macken så är hela rörslingan fylld med bollar som nu börjar bli tomma. En anslutning till de båda rörmynningarna kopplas till bilen. En kompressor startas med tryckluft.
På kompressorns sugsida så sugs bollarna ur fordonet, samtidigt som nya fyllda bollar strömmar in via trycksidan. De nya bollarna strömmar in tills den första bollen når utloppshålet, då är bilen fulltankad.
Utloppsventilen stängs och tryckluften forsätter "pumpa" tills ett litet övertryck uppnås. Då stängs även inloppsventilen och ett litet övertryck på låt säga 1-2 bar finns i rörsystemet i bilen.
Anslutningen till bilen tas bort.

 
Hur får man nu ut vätgasen från bollarna då?

Jo, det lilla övertrycket som vi pumpade upp med tryckluften fick en ventil i microchipet att reagera. Det som händer är att utloppsventilen i microchipet öppnar för utflöde av vätgas ur bollen. Bollen kommer att "läcka" ut gas till ett i förväg inställt tryck, låt säga 8 bar. Då sluter bollen sig igen.

Nu startar vi motorn i fordonet som går på vätgas. Fordonet tar vätgas från sitt rörsystem och trycket sänks i rörsystemet. Microchipet känner av att trycket sjunker och bollarna börjar släppa ifrån sig vätgas igen.
Stänger vi av motorn så höjs trycket till det i förväg inställda trycket, sen stänger de igen.
 
Nu har vi oturen att krocka.
 
Rörsystemet skadas och bollarna kommer ut i fria luften. Bollarna reagerar på samma sätt som senast de var utanför bilen. De stänger alla ventiler och ingen gas läcker ut mer än den som finns i rörsystemet.
Det kan nämnas att ett lastbilsdäck har runt 8 bar i sina däck, så det är inget onormalt högt tryck i dagens fordon.
 
Någon boll skadas allvarligt?
 
En boll som är uppbyggd med en yttermantel av kolfiberväv, har den egenskapen att den inte rämnar likt ett stålkärl. Det som kommer att hända är att bollen kommer att delaminera. Bollen blir likt ett garnnystan och gasen som är i bollen "pyser" ur sitt hölje.
Vid en kollision kommer således inte all gas att läcka ut. Ett mycket litet utsläpp är att vänta om oturen är framme.
 
 
Om ni vill förkovra er ytterligare klicka här eller gå in på www.manbasalpha.se
 
 
En uppfinning av Professor Lars Stenmark