Koolstofnanobuizen-composiet tanks verminderen belasting brandweermannen, verbeteren reddingsefficiëntie

De hoge-druk gecomprimeerde lucht tanks die brandweermannen op hun rug dragen bij brandbestrijding zijn de afgelopen jaren lichter geworden door het gebruik van composietmaterialen, maar zijn nog steeds doorgaans zwaar, met een gemiddeld gewicht van ongeveer 27 kilogram (meer dan 59 pond), volgens koolstofnanobuizenproducent OCSiAl (Leudelange, Luxemburg en Columbus, Ohio, VS). Met behulp van OCSiAl's TUBALL enkellaagse koolstofnanobuizen (ook bekend als grafeennanobuizen), heeft composiet tankbedrijf Techplast (Wieprz, Polen) een tank ontwikkeld die zou wegen onder de 2,8 kilogram (6,1 pond).

Ultralichte 6,8-liter tank met drie lagen

De 6,8-liter tank bestaat uit drie lagen: een PET-voering, een koolstofvezel/epoxy tank versterkt met de TUBALL nanomaterialen binnen de epoxy matrix, en een buitenste epoxy coating.

OCSiAl stelt dat het lichte gewicht van de cylinders brandweermannen helpt sneller te bewegen, wat tijd bespaart in noodsituaties. De cylinders vereisen ook minder energie en brandstofverbruik tijdens transport.

"Grafeennanobuizen geïntroduceerd in composietversterking brengen verbeteringen in interlaminaire afschuifsterkte (ILSS) met zich mee, leidend tot een toename van het berstdruklevel tot 30%, volgens de resultaten van cylinder impacttests," zegt Piotr Saferna, R&D-leider van Techplast. "Deze ongelooflijke verbetering in impactweerstand heeft ons in staat gesteld het gewicht van de cylinder te reduceren terwijl de mechanische eigenschappen behouden blijven, wat resulteert in de lichtste 6,8-liter cylinder ter wereld voor 300 bar werkdruk. De totale massa van onze SAFERnano cylinder, inclusief alle beschermende bevestigingen en coatings, is minder dan 2,8 kilogram. Deze nieuwe generatie cylinders bereikt een gewichtsreductie van tot 75% vergeleken met concurrerende oplossingen, en van 15% vergeleken met onze vorige generatie producten."

Volgens OCSiAl werkte het R&D-team van Techplast drie jaar aan de SAFERnano composiet cylinder, die wereldwijd beschikbaar is en recent TÜV-certificatie heeft bereikt, wat volledige naleving van internationale veiligheidsstandaarden voor opslag van diverse gassen bevestigt, waaronder lucht, zuurstof, stikstof en koolstofdioxide.

Naast de huidige toepassingen in de brandweer- en nooddienstindustrie, tonen SAFERnano cylinders met hogere capaciteit tot 350 liter potentieel voor opslag in waterstofbrandstofcel auto's.