Qu’arrive-t-il à un réservoir d’hydrogène lors d’une collision?

Qu'arrive-t-il à un réservoir d'hydrogène lors d'une collision?

Crédit : Shutterstock

Les émissions des véhicules contribuent de manière significative aux effets du réchauffement climatique, bien que des technologies telles que les véhicules hybrides et entièrement électriques aient été introduites ces dernières années pour réduire les émissions des véhicules. Les véhicules à hydrogène offrent également la possibilité de réduire les émissions nocives. Dans ces véhicules, l’hydrogène doit être stocké à haute pression, ce qui nécessite des réservoirs de stockage mécaniquement résistants et ne se rompant pas facilement lors d’un accident. doctorat Le candidat Ruben Weerts a étudié comment les réservoirs d’hydrogène sont endommagés lorsqu’ils sont soumis à des impacts contrôlés. Weerts a soutenu son doctorat. thèse au département de génie mécanique le 9 septembre.

Le problème des réservoirs d’hydrogène

Les véhicules à hydrogène modernes utilisent des piles à combustible pour produire de l’électricité qui est ensuite utilisée pour alimenter le véhicule. Ces piles à combustible convertissent l’hydrogène et l’oxygène en électricité, les sous-produits étant de la vapeur d’eau et de la chaleur thermique perdue. L’oxygène nécessaire est extrait de l’air et l’hydrogène est stocké dans des réservoirs d’hydrogène dans le véhicule.

Dans ces réservoirs, l’hydrogène est stocké sous une pression élevée pouvant atteindre 700 bars, ce qui est bien plus élevé qu’un réservoir de GPL (gaz de pétrole liquéfié) classique. Les réservoirs d’hydrogène doivent être solides pour résister à cette pression interne élevée tout en étant légers. En conséquence, ils sont fabriqués à partir d’un matériau composite, un polymère renforcé de fibres de carbone pour être précis. Pour assurer la sécurité des véhicules à hydrogène, les réservoirs doivent répondre à une grande série d’exigences et de tests avant d’être approuvés pour une utilisation dans les véhicules.

Tester les réservoirs d’hydrogène

Pour améliorer encore la sécurité des véhicules à hydrogène, il est essentiel de comprendre ce qui arrive à un réservoir d’hydrogène lors d’un accident de véhicule. Dans le cadre de son doctorat. recherche financée par BMW et supervisée par BMW et TU/e, Ruben Weerts a mené des tests expérimentaux qui ont permis de déterminer quand et de quelle manière un char est endommagé lorsqu’il est soumis à un impact.

“Après l’impact, les réservoirs ont ensuite été étudiés à l’aide de tomodensitométries (tomodensitométrie), qui ont permis de visualiser les dommages causés par l’impact”, explique Weerts.

Après les tests d’impact, les mêmes réservoirs ont été soumis à des tests dits d’éclatement où la pression interne dans le réservoir a été progressivement augmentée jusqu’à ce que l’intégrité structurelle du réservoir se rompe. “Nous avons comparé la pression interne à laquelle un réservoir endommagé éclate à la pression maximale à laquelle éclate un nouveau réservoir intact”, explique Weerts. “En règle générale, l’impact a réduit la résistance du réservoir et la pression d’éclatement a considérablement diminué.”

Se tourner vers les simulations

Ces observations expérimentales ont ensuite été utilisées pour développer des modèles de simulation, qui pourraient être utilisés pour prédire si et de quelle manière un réservoir est endommagé en raison d’un impact.

“Le modèle prédit assez bien la réponse mécanique des chars lors de l’impact”, note Weerts. « De tels modèles peuvent aider à réduire les coûts des matériaux et l’étendue des futures études expérimentales sur les réservoirs tout en facilitant le processus de conception et de développement du véhicule. Et bien sûr, ces modèles peuvent être utilisés pour améliorer encore l’intégration en toute sécurité des réservoirs d’hydrogène. dans les véhicules.”


Les réservoirs de fusée en plastique renforcé de fibres de carbone sont prouvés possibles


Plus d’information:
Le comportement à l’impact des récipients sous pression à paroi épaisse recouverts de composite. research.tue.nl/en/publication … -overwrapped-pressur

Fourni par l’Université de technologie d’Eindhoven

Citation: Que devient un réservoir d’hydrogène lors d’une collision ? (2021, 16 septembre) récupéré le 16 septembre 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-09-hydrogen-tank-collision.html

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