Zespół naukowców z WAT pod kierunkiem płk. dr. hab. inż. Marka Polańskiego, prof. WAT, z Wydziału Nowych Technologii i Chemii na co dzień pracuje nad innowacyjnymi rozwiązaniami m.in. na rzecz nowych nośników energii. Wymaga to prowadzenia trudnych i często czasochłonnych syntez materiałów. Co w przypadku, gdy potrzebnych do tego narzędzi nie ma jeszcze na rynku lub są za mało wydajne? Naukowcy z WAT, wyspecjalizowani w jednej z metod – mechanicznej syntezie, sami takie narzędzie opracowali. Z opatentowanego i skomercjalizowanego już rozwiązania będą mogły skorzystać także inne ośrodki badawcze.
Zespół z Wojskowej Akademii Technicznej zaprojektował, zbudował i opatentował wielokomorowy zestaw cylindrów do mielenia w młynkach planetarnych. To rozwiązanie wyjątkowe na skalę światową, które znacznie usprawni prace nad energetyką wodorową.
Efektywniejsza praca naukowców dzięki zestawowi z WAT
Opracowany zestaw składa się z 16 cylindrów do jednoczesnego, ale niezależnego mielenia nawet 16 różnych próbek w młynku planetarnym. W komercyjnie dostępnych rozwiązaniach proponowanych przez producenta możliwe jest mielenie jedynie 1 lub 2 próbek jednocześnie. Zestaw służy do rozdrabniania i nanostrukturyzacji materiałów, ale również mechanicznej syntezy, czyli wytwarzania stopów metali w temperaturze pokojowej przy wykorzystaniu mechanicznej energii zderzeń materiałów wsadowych i kul mielących.
„Jedną z podstawowych metod syntezy najnowocześniejszych materiałów jest mechaniczna synteza w planetarnych młynkach kulowych. Jedną z metod usprawniania tego procesu i polepszania jego rezultatu jest modyfikowanie bardzo prostych cylindrów, które standardowo dostarczane są z młynkami. W przypadku naszej grupy badawczej podstawowym zastosowaniem młynków planetarnych jest poszukiwanie nowoczesnych materiałów do magazynowania wodoru w fazie stałej. Materiały te wytwarza, przetwarza i modyfikuje się z wykorzystaniem młynków kulowych, w tym w szczególności planetarnych. Z racji tego, że przy poszukiwaniu nowych stopów wodorochłonnych syntezy trwają długo, a liczba wytwarzanych próbek jest ogromna, wykorzystanie standardowych rozwiązań bardzo ogranicza i spowalnia pracę badawczą. Badania, które przeprowadziliśmy, dowiodły, iż w ramach jednego gniazda w młynku planetarnym można z powodzeniem zastosować kilkanaście lub nawet kilkadziesiąt cylindrów, a i tak efekt syntezy czy mielenia będzie satysfakcjonujący” – mówi płk dr hab. inż. Marek Polański, prof. WAT, z Wydziału Nowych Technologii i Chemii, kierownik zespołu projektowego.
Jedyne takie na rynku
Zaletą rozwiązania stworzonego w WAT jest przede wszystkim niespotykana dotąd możliwość efektywnego mielenia aż tylu próbek jednocześnie. Istniejące na rynku narzędzia pozwalają na mielenie dwóch bądź maksymalnie czterech próbek w tym samym czasie i to z wykorzystaniem wielostanowiskowych – znacznie droższych – młynków.
„W urządzeniu mamy możliwość mielenia 16 próbek. Pozwala to na jednoczesną syntezę nawet 16 nowych stopów w ramach jednego procesu. Jest to dość istotne, ponieważ każdy taki proces może trwać kilkanaście, a nawet kilkadziesiąt godzin. Przy 16 próbkach wytwarzanych osobno jest to czynnik znacznie wydłużający badania, natomiast użycie wielokomorowego zestawu cylindrów oszczędza naprawdę dużo czasu, co w pracy naukowej jest nieocenione” – stwierdza mgr inż. Agata Baran z WAT.
Gdzie sprawdzi się rozwiązanie?
Rozwiązanie jest kierowane głównie do ośrodków naukowo-badawczych, które zajmują się nie tylko materiałami do magazynowania wodoru, ale generalnie poszukiwaniem nowych materiałów, które będą powstawały w wyniku syntezy mechanicznej.
W dalszej perspektywie skorzysta na tym także przemysł, ponieważ odkrywanie nowych materiałów wiąże się z korzyściami dla wszystkich gałęzi gospodarki. Wymaga ono jednak intensywnej pracy naukowców, a tę usprawniają odpowiednie narzędzia – takie jak właśnie wielokomorowy zestaw cylindrów do mielenia w młynkach planetarnych.
Narzędzie uniwersalne, bo skalowalne
Choć rozwiązanie zostało zaprojektowane do młynka planetarnego Fritsch, którego używa zespół z WAT, to naukowcy opracowali wielokomorowy zestaw cylindrów tak, aby możliwe było skalowanie jego rozmiaru i zastosowanie w innych młynkach. Oznacza to, że w przypadku zapotrzebowania na inną objętość wewnątrz lub określoną liczbę gniazd na konkretną liczbę próbek bez problemu można będzie przygotować aparaturę zgodną z wymaganiami odbiorcy.
Naukowcy przeprowadzili także szereg badań, które potwierdzają, że wyniki prac są miarodajne i wiarygodne, a w próbkach syntezowanych w poszczególnych cylindrach nie widać istotnych różnic.
Pełny i gotowy produkt, czyli wielokomorowy zestaw cylindrów do mielenia w młynkach planetarnych z walizką transportową i wyposażeniem dodatkowym, zobaczyć będzie można na stoisku Wojskowej Akademii Technicznej podczas tegorocznego Międzynarodowego Salonu Przemysłu Obronnego w Kielcach w dniach 5 – 8 września 2023 r.
Dominika Naruszko
fot. mgr inż. Agata Baran
W przypadku zainteresowania rozwiązaniem zapraszamy do kontaktu bezpośredniego z Centrum Transferu Technologii WAT:
dr inż. Bogusława Gradzik
broker technologii
Wojskowa Akademia Techniczna
tel. 261 839 088
boguslawa.gradzik@wat.edu.pl