چالش های جدی مدیریت زن

زنون، یک گاز نجیب که برای طبیعت بی سواد و خواص درخشان آن جایزه داده شده است، در سیستم های نورپردازی پیشرفته (مانند لامپ های تخلیه با شدت بالا)، تصویربرداری پزشکی (به عنوان عامل کنتراست برای CT و اسکن MRI)، و نیروی هوانگی هوانگی محدود به هر گونه انعطاف پذیری آن، xenon ارائه موانع قابل توجهی در فشار بالا - اغلب 2000 - اغلب اوقات بیش از مواد ضدعفونی کننده - در هنگام حمل و نقل و یا مواد معمول.

کلاس های مواد جدید برای بازداشت زنان

پیشرفت اخیر در علوم مواد، چندین کاندید امیدوار کننده را به وجود آورده است که به نقص های سیستم های ذخیره سازی میراث توجه می کنند.این مواد بر توانایی آنها برای مقاومت در برابر فشارهای شدید، مقاومت در برابر انتشار گاز و حفظ یکپارچگی ساختاری در طول سال های استفاده ارزیابی می شوند.

چارچوب های فلزی-سازمانی (MOFs)

MOF ها شبکه های کریستالی یون های فلزی هستند که توسط گیاهان ارگانیک متصل می شوند، ساخت ساختارهای متخلخل با مناطق سطح عظیم - برخی از آنها بیش از 7000 متر مربع در هر گرم است، این منافذ می توانند اتم های ضد فشار مکانیکی را از طریق نیروهای ضعیف وان در خط لوله 0.22 به طور قابل توجهی کاهش دهند، زیرا آنها می توانند فشار ذخیره سازی گاز را کاهش دهند، زیرا مولکول های گاز مایع خاص در بخش 0.22، کاهش دهند.

پیشرفته پلیمر کامپوزیت

کشتی های فشار کامپوزیت سبک (COPV) برای ذخیره هلیوم و اکسیژن به طور استاندارد در هوافضا تبدیل شده اند، اما سازگاری برای xenon نیاز به بیش از پلیمر قابل حمل مانند پلی اتیلن یا گرفتگی است که اجازه می دهد xenon قابل اندازه گیری در طول هفته ها انتشار کند، منجر به کاهش قابل قبول کامپوزیت های کامپوزیتی که شامل موانع غیر قابل قبول مانند corkex یا کپسول های قدیمی تر هستند، می شود که باعث افزایش میزان انتشار گازهای سمی می شوند.

نانوساختارهای آلیاژ و عینک فلزی

برای سیلندرهای فلزی، تلاش برای کم تحرکی و مقاومت در برابر خستگی منجر به میکروLT های ساختاری شده با آلیاژهای قابل اندازه گیری شده است. 316L فولاد ضد زنگ سنتی از شکستن استرس ناشی از هیدروژن رنج می برد، هنگامی که در معرض گازهایی قرار دارد که از طریق تجزیه و تحلیل استاندارد Zxenon، اندازه نشتی بالا را نشان می دهد، اما خستگی مکانیکی از دوچرخه سواری همچنان یک مسئله نانو کریستالی جدید است.

پروتکل های ایمنی و تست برای مواد جدید

تصویب مواد جدید در ذخیره سازی xenon نیاز به گواهی دقیق در استانداردهای بین المللی مانند ISO 11513 ( تریلرهای لوله) و ISO 9809 ( سیلندرهای فولادی بی درز) برای ظروف بازیافت مجدد دارد - رژیم های تست سوخت تجزیه و تحلیل ویژه (معمولا 4-5 بار فشار کار)، تست خستگی چرخه (10,000 چرخه)، و پیری تسریع در محیط حمل و نقل مبتنی بر MOF، مجوز حمل و نقل هوایی ویژه ای را دارند که می تواند مجوز پردازش گاز را در بسته های حمل و نقل هوایی را تحمل کند.

مزایای اقتصادی و زیست محیطی

کاهش هزینه های چرخه زندگی

در حالی که مواد پیشرفته هزینه بالای خط را فرماندهی می کنند - یک سیلندر کامپوزیت خط MOF ممکن است ۲ تا ۳ برابر گران تر از یک بطری فولادی استاندارد باشد - هزینه کل مالکیت بیش از یک عمر خدمات ۲۰ ساله می تواند کاهش یابد - پس انداز اولیه از کاهش گاز کاهش یافته است ( سیلندرهای فولاد معمولی به دلیل کاهش نرخ حمل و نقل، ۱٫۲٪ کاهش می یابد؛ سیستم های MOF می توانند به کاهش 0.1٪ و کاهش مکرر گاز، کاهش یابند.

Environmental Footprint

زنون یک منبع کمیاب استخراج شده به عنوان یک محصول جدایی هوا است و هر گونه انتشار به تجمع اتمسفر کمک می کند (هر چند بی ضرر است) انرژی جاسازی شده در هر کیلوگرم - تقریبا 2.5 کیلووات ساعت برای استخراج و تصفیه - حفاظت از مواد پیشرفته گاز را که به طور مستقیم نشت کربن را در هر واحد تحویل داده شده است، MOF می تواند از پیوند مبتنی بر بیو، و نانوسیم های بالقوه با فیبرهای هسته ای طراحی شده است: برخی از مواد اولیه غنی سازی شده است.

مسیر های تحقیقاتی آینده

چندین تکنولوژی نوظهور وعده می دهند که بیشتر به لجستیک xenon، کامپوزیت های هیدرید فلزی که در ابتدا برای ذخیره سازی هیدروژن توسعه یافته اند، برای xenon مورد بررسی قرار می گیرند، زیرا برخی هیدریدهای محلول (به عنوان مثال، yttrium هیدراته) می توانند به طور قابل برگشت در هر سیستم تخلیه گاز معتبر جذب شوند - هر چند دوچرخه سواری پایدار همچنان غیر قابل استفاده است.

برای تسریع پذیرش، کنسرسیوم نوآوری زنون (یک همکاری بین آزمایشگاه های علوم مواد پیشرو و شرکت های گاز صنعتی) یک تخت آزمایشی مشترک را راه اندازی کرده است که مواد کاندید را از طریق شرایط حمل و نقل در دنیای واقعی طی سه سال اول چرخه می کند، نتایج اولیه نشان می دهد که سیلندرهای خط لوله MOF دارای صفر نشت و ظرفیت جذب مداوم پس از ۲۰۰۰ ساعت ارتعاشات شبیه سازی شده و دمای شدید اگر ما در پنج سال اول آزمایش می گذرد، ممکن است در داخل سیلندر تجاری مشاهده شود.

نتیجه گیری

ذخیره سازی ایمن و کارآمد و حمل و نقل xenon دیگر توسط مواد مهندسی سنتی محدود نمی شود. چارچوب های فلزی آلی، کامپوزیت های پلیمری پیشرفته، و آلیاژهای نانوساختار یافته هر کدام مزایای متمایز در کاهش بهره وری، صرفه جویی وزن و چرخه عمر ارائه می دهند، در حالی که چالش های انجام شده در استاندارد سازی، گواهینامه، و هزینه، مسیر روشن است: این مواد نوآورانه به زودی به حداکثر راه حل های ایمنی زیست محیطی، و سیستم های ضروری، ادامه می دهد و نهادهای مراقبت های بهداشتی و تحقیقات ضروری است.