Dans la course mondiale vers un avenir alimenté à l'hydrogène-, une technologie de stockage sûre et efficace est devenue un goulot d'étranglement critique. Aujourd'hui, une innovation suédoise -un réservoir de stockage d'hydrogène apparemment composé d'innombrables micro-réseaux cristallins triangulaires-offre une solution révolutionnaire à ce défi. Derrière cette avancée se cache la collaboration entre NITIU et le groupe allemand TRUMPF, qui a exploité-une technologie laser de pointe pour concrétiser le projet de réservoirs de stockage d'hydrogène légers et hautement stables.
Salué comme la source d’énergie du futur, l’hydrogène est léger, propre et son approvisionnement est presque illimité. Pourtant, ses propriétés posent d'immenses défis de stockage : le stockage liquide nécessite de maintenir une température extrême de -253 degrés, tandis que le stockage gazeux doit résister à une immense pression spatiale. Pour surmonter ce problème, NITIU a développé sa structure légère isotrope brevetée (ILS®). Cette structure utilise d'innombrables tétraèdres comme éléments de base pour former un réseau métallique ultra-léger et ultra-stable. Son principal avantage réside dans « l'isotropie » -la structure supporte uniformément la pression dans toutes les directions, fonctionnant comme une « armure de cristal » conçue pour l'hydrogène à haute-pression. Cette propriété en fait un support idéal pour les nouveaux réservoirs de stockage d’hydrogène, capable de résister aux contraintes dans toutes les directions tout en permettant un stockage efficace de l’énergie. La technologie laser est au cœur de la fabrication de précision de cette structure innovante.
Le saut critique du concept à la pratique
Joseph Hainsworth, directeur technique chez NITIU, déclare : « Lorsque j'ai rejoint NITIU il y a quatre ans, le traitement au laser n'était pas la principale méthode de fabrication. Mais j'ai rapidement compris que les lasers sont essentiels pour réaliser des connexions structurelles précises et tirer pleinement parti de leur stabilité. Pour appliquer cette technologie avec précision, son équipe a décidé de créer un laboratoire laser dédié aux tests ciblés et à l'optimisation des structures ILS.
Hainsworth a souligné : « L'objectif était d'atteindre l'autonomie de R&D, d'améliorer la qualité et de raccourcir considérablement les cycles de développement. » Après un an de recherches approfondies en Europe, la solution de traitement laser 3D de haute-précision de TRUMPF s'est révélée être le choix optimal. Ses miroirs de balayage permettent un mouvement laser précis et à grande vitesse en trois dimensions, devenant ainsi le moteur principal de la chaîne d'innovation de NITIU. Le balayage miroir offre un -positionnement laser précis et rapide-un élément essentiel du parcours d'innovation de NITIU.
Chez TRUMPF, NITIU a trouvé la solution idéale. "Nous avons mené des discussions approfondies pendant six mois avec les experts laser de TRUMPF avant de commander l'équipement", se souvient Hainsworth. "La flexibilité et la complémentarité du système étaient essentielles, et ils l'ont parfaitement compris." Finalement, l'équipement de laboratoire de base de NITIU a été finalisé sous la forme du système de traitement laser à cinq-axes TRUMPF TruLaser Cell 3000 et de la machine de soudage laser TruLaser Weld 5000 équipée d'une optique de focalisation dynamique 3D PFO, spécialement conçue pour le soudage de précision en deux- et en trois-dimensions.
TRUMPF a optimisé le système optique pour ce projet, en intégrant des miroirs galvo de haute-précision pour permettre un fonctionnement laser flexible et à grande vitesse-dans un espace tridimensionnel-. "La précision et la vitesse sont étonnantes", a fait remarquer Hainsworth. "Il s'agit du composant optique le plus flexible que nous ayons jamais utilisé."
Grâce au galvanomètre PFO 3D de haute précision intégré-, le laser permet un fonctionnement flexible et à grande vitesse-dans un espace tridimensionnel-.
L'efficacité, la qualité et la confiance de l'équipe montent en flèche
Le lancement du laboratoire a apporté des gains d'efficacité immédiats pour NITIU. "La validation du concept qui prenait autrefois des semaines est désormais systématiquement effectuée, depuis les expériences du matin jusqu'à la mise en œuvre le lendemain-", a noté Hainsworth avec satisfaction. "La qualité s'est améliorée, les processus sont plus stables et l'équipe continue d'apprendre et de progresser." TRUMPF a précisément adapté le système au flux de travail de NITIU, offrant ainsi une solution clé en main complète. Hainsworth a souligné : « Nous aurions pu choisir plusieurs fournisseurs, mais la solution intégrée de TRUMPF s'est révélée cruciale. Elle nous permet de nous concentrer entièrement sur notre technologie de base sans être distraits par la coordination des différents fournisseurs.
Aller de l'avant : légèreté, robustesse, conception laser-précision
Avec son nouveau centre laser, NITIU a franchi une étape cruciale vers le développement de réservoirs de stockage d'hydrogène efficaces, légers et sûrs. Ce qui était autrefois une vision se matérialise désormais en composants tangibles, légers et robustes, forgés grâce à une ingénierie de précision au laser. "Parfois, cela semble encore incroyable", remarque Hainsworth avec un sourire, "mais c'est vraiment la chose la plus cool que nous ayons jamais faite." Cette avancée technologique confère non seulement à NITIU un avantage concurrentiel, mais donne également un puissant élan à la décarbonisation des transports, accélérant ainsi l’économie de l’hydrogène sur la voie rapide.
