ゼノンの取り扱いの固有の課題

従来の腐食性、および浸透性の特性のために賞味される貴重ガスは高度の照明システム(高輝度排出ランプのような)、医学のイメージ投射(CTおよびMRIスキャンのための対照の代理店として)、および大気空間の推進で必要です。その多様性にもかかわらず、キセノンは重要な記号論理学のハードルを提示します。ガスは高圧で貯えなければなりません------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

イオン含有量のためのエマージ材料クラス

最近の材料科学の進歩は、従来のストレージシステムの欠点に対処するいくつかの有望な候補を収穫しました。 これらの材料は、極端な圧力に耐える能力、ガス拡散に抵抗し、使用年以上の構造的完全性を維持するために評価されます。 以下、我々は3つの主要な材料の家族を調べます。

メタ有機フレームワーク(MOF)

MOFは、有機性リガンドによって接続された金属イオンの結晶性ネットワークであり、多孔質な構造を巨大な表面領域で作成しています。 そのうちの1グラムあたり7000 m2を超える。 これらのポアは、バルクリケフラクションに必要な圧力をはるかに低くして、弱気なVan der Waalsによるキセノン原子を吸着することができます。 従来の圧力計に比べ、従来のMOF を吸収する場合には、従来の圧力計に比べ、従来の圧力を低減するなどの特定のMOF を吸着させる必要があります。 従来の圧力計は、従来の圧力計数を低減する場合には、従来の圧力を低減するなどの重要な要素を低減します。

ポリマー複合材料

軽量のコンポジット圧力容器(COPVs)はヘリウムおよび酸素を貯えるために大気空間で標準になりましたが、キセノンのための適応はポリマー透磁率を克服する必要があります。ポリエチレンまたはPTFEのような純粋なポリマーは、測定可能なキセノンの拡散を数週間以上許し、許容できない損失につながることができます。 切断エッジコンポジットは、酸化物フラクターやポリマーコンプリートなどの非浸透性バリアを組み込むか、ポリマーコンポジットの代わりに、ポリマーを延ばすことができる。 プレッダは、これらのポリマーは、100〜60%の複合材料を増加させる。

ナノ構造合金と金属ガラス

従来の316Lステンレス鋼は、金属表面に溶解するガスにさらされると、水素誘発のストレスクラックに苦しむ - エクセノンは、蒸留しませんが、循環による機械的疲労は問題に残る。 高圧のねじり、100nmの微粒子を下回る穀物の展示物は、その材料の循環を抑制する。 これらは、材料の循環を抑制する。 これらは、材料の循環を、材料の循環を、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または、または

ノベル材料の安全およびテストの議定書

エクセノン貯蔵の新材料の採用は、ISO 11513(チューブトレーラー)およびISO 9809(継ぎ目が無い鋼鉄シリンダー)のような国際規格の厳密な証明を要求します。 試験のレジムは、破裂圧力の検証(通常、作業圧力の4-5回)、循環疲労テスト(≥10,000サイクル)、および模擬輸送環境で加速された老化を含みます。 MOFベースの容器のために、吸着剤の付加的な検証は、排出物が排出されるように、排出されるように、排出されるように、排出されるように、排出されるように、排出されるべきではありません。

経済・環境のメリット

ライフサイクルコストを削減

先進材料は、より高い前面コストをコマンドする一方で、MOFラインコンポジットシリンダーは、標準的なスチールボトルよりも2〜2倍の高価なものであってもよいです。20年以上の耐用年数を延ばす総所有コストは下がります。 第一次節約は、減少したガス損失から来ています(典型的な鋼シリンダーは、透過率のために1〜22%を失います。 MOFシステムは、<0.1%)にカットし、頻繁な再流体静的試験を排除することができます。 年間100,000 kgのキセノンを輸送するために、最大1%の損失を削減し、最大1%の輸送を削減することができます。 2% 質量は、約2% 2% 2% 2% 2% 2% 削減します。

環境のフットプリント

ゼノンは、空気分離の副産物として抽出されたスカースリソースであり、任意のリリースは大気の蓄積に貢献します(それは無害であるが)。各キログラムに埋め込まれたエネルギー - 抽出と浄化のための約2.5キロワット - 保存を重要にします。漏れを最小限に抑える高度な材料は、供給ユニットごとにカーボンフットプリントを直接減らします。さらに、MOFは、バイオベースのリンカから合成することができ、ナノコンポジットシリンダーは、ポリマーと交換可能なポリマーを組み合わせることにより、ポリマー交換可能なポリマーを削減することができます。

今後の研究の方向性

いくつかの新興技術は、さらにキセノンの物流に革命をもたらすことを約束します。 もともと水素貯蔵のために開発された金属製の水化物複合体は、特定の水化物(例えば、イットリウム水化物)が異なるメカニズムを介して貴族のガスを反発することができるので、キセノンのために探索されています。 炭素ナノチューブは、その結合されたバンドルで配置されている例外的なキセノン吸着能力(例えば、低温で最大2.1 g/gまで)が、液体の液体を注入し、液体を排出するだけでなく、液体の輸送を排出する必要があり、このシステムは、両方の温度を排出する必要があり、 。

採用を加速するために、Xenon Innovation Consortium(本社:東京都港区、代表取締役社長:岡田 宏)は、3年以上にわたり、世界規模の出荷条件で候補材料を循環させる協調テストベッドを立ち上げました。初年度のショーでは、MOFラインシリンダーがゼロリークを維持し、2,000時間後に振動と温度の極端な吸収能力を一貫した維持しました。フルテストが合格すると、5年以内に市販のMOFベースキセノンシリンダーが市販されていることを見ることができます。

コンテンツ

従来のエンジニアリング材料では、xenonの安全で効率的なストレージと輸送はもはや制限されていません。金属組織のフレームワーク、高度なポリマー複合材、ナノ構造合金は、各々が、透過性低減、重量削減、およびサイクル寿命の異なる利点を提供します。課題は標準化、認証、コストに残りますが、軌道は明らかです。これらの革新的な材料は、ほとんどのキセノンアプリケーションに従来のスチールシリンダーを廃止します。研究機関、基準、および産業の衝撃と、これらの市場規模の安全性を保証するために、これらの産業は、これらの産業機器を最大かつ効果的に供給することを保証します。