CNT-verstärkte Verbundtanks erleichtern die Lasten der Rettungskräfte

Die Hochdruck-Drucklufttanks, die Feuerwehrleute bei der Brandbekämpfung auf dem Rücken tragen, sind durch den Einsatz von Verbundwerkstoffen im Laufe der Jahre leichter geworden, aber mit durchschnittlich rund 27 Kilogramm immer noch typisch schwer, so Kohlenstoffnanoröhren-Hersteller OCSiAl (Leudelange, Luxemburg und Columbus, Ohio, USA). Unter Verwendung der einwandigen TUBALL-Kohlenstoffnanoröhren (auch als Graphen-Nanoröhren bekannt) von OCSiAl hat das Verbundtankunternehmen Techplast (Wieprz, Polen) einen Tank entwickelt, der weniger als 2,8 Kilogramm wiegen soll.

Der 6,8-Liter-Tank besteht aus drei Schichten:einem PET-Liner, einem Kohlefaser-/Epoxid-Tank, der mit den TUBALL-Nanomaterialien in der Epoxidmatrix verstärkt ist, und einer äußeren Epoxidbeschichtung.

Laut OCSiAl hilft das geringe Gewicht der Zylinder den Feuerwehrleuten, sich schneller zu bewegen und in Notsituationen Zeit zu sparen. Außerdem verbrauchen die Zylinder beim Transport weniger Energie und Kraftstoff.

„Graphen-Nanoröhren, die in Verbundverstärkungen eingeführt werden, verbessern die interlaminare Scherfestigkeit (ILSS), was zu einer Erhöhung des Berstdruckniveaus um bis zu 30 % führt, laut den Ergebnissen von Zylinderschlagtests“, sagt Piotr Saferna, F&E-Leiter von Techplast. „Diese unglaubliche Verbesserung der Schlagfestigkeit hat es uns ermöglicht, das Gewicht der Flasche zu reduzieren und gleichzeitig die mechanischen Eigenschaften beizubehalten, was zu der leichtesten 6,8-Liter-Flasche der Welt für 300 bar Arbeitsdruck führt. Die Gesamtmasse unserer SAFERnano-Zylinder beträgt inklusive aller schützenden Anbauteile und Beschichtungen weniger als 2,8 Kilogramm. Diese neue Zylindergeneration erreicht eine Gewichtsreduzierung von bis zu 75 % gegenüber Konkurrenzlösungen und von 15 % gegenüber unserer vorherigen Produktgeneration.“

Laut OCSiAl hat das F&E-Team von Techplast drei Jahre lang an der Entwicklung der SAFERnano Composite-Flasche gearbeitet, die derzeit weltweit erhältlich ist und kürzlich die TÜV-Zertifizierung erhalten hat, die die vollständige Einhaltung internationaler Sicherheitsstandards für die Lagerung verschiedener Gase, einschließlich Luft, Sauerstoff, Stickstoff, bestätigt und Kohlendioxid.

Neben den aktuellen Anwendungen in der Feuerwehr- und Notfallindustrie zeigen auch SAFERnano-Zylinder mit höherer Kapazität bis 350 Liter Potenzial für die Speicherung in Wasserstoff-Brennstoffzellen-Fahrzeugen.