従来の金属ガスシリンダー（鋼またはアルミニウム）は長い間高圧ガス貯蔵を支配していましたが、重大な体重（輸送コストの増加）、腐食感受性（寿命の減少）、極度の圧力または衝撃下での爆発のリスクがあります。材料科学の進歩により、複合材料は、強度と重量の比率と耐食性が次の世代のシリンダーに理想的な選択肢として配置されています。複合ガスシリンダーは、高圧封じ込めの 'Metal Era 'から 'Composite Era 'へのシフトをマークします。
複合ガスシリンダーは、樹脂マトリックスに埋め込まれた繊維強化材料（たとえば、炭素またはガラス繊維）で密閉されたポリマーまたは金属ライナーを特徴とする高圧容器です。金属のシーリング特性を複合材料の機械的利点と組み合わせることで、これらのシリンダーは金属の対応物よりも30〜70％軽く、優れた爆発抵抗を提供し、延長された寿命（通常15〜20年）を誇り、産業、医療、クリーンエネルギーのアプリケーションで不可欠にします。
高密度ポリエチレン（HDPE）またはアルミニウム合金で作られたライナーは、ガスの緊張を保証します。 HDPEライナーは化学腐食に抵抗し、費用対効果が高く、金属ライナー（アルミニウム）スーツの超高圧シナリオ（燃料電池車用の70 MPa水素タンクなど）。
炭素またはガラス繊維は、圧力を均等に分配するために、正確な角度（±55°ヘリカル巻線）でライナーの周りに巻き付けられます。密度の4分の1で鋼の5倍強い炭素繊維は、体重減少の鍵です。
UV耐性コーティングまたはゴム層は、環境損傷からシリンダーを保護します。高度なモデルには、ライフサイクルトラッキング用のRFIDタグが含まれる場合があります。
炭素繊維：T700/T800グレードが支配的で、最大4.9 GPAの引張強度がありますが、高コスト（総生産コストの60％）は依然として障壁です。
ガラス繊維：1/10の炭素繊維のコストで、低圧アプリケーションに適しています（たとえば、消防シリンダー）。
エポキシ樹脂は、その接着と耐熱性（最大120°C）よりも好まれますが、リサイクル可能な熱可塑性プラスチック（たとえば、ピーク）が出現しています。
湿ったフィラメント巻線（樹脂含浸繊維）が標準であり、自動化された機械が0.5°の角度偏差を保証します。オーブン（120〜150°C）での硬化は、構造的剛性のために樹脂の架橋を引き起こします。
ライナー形成：シームレスライナーは、注入（HDPE）またはスピニング（アルミニウム）を介して成形され、その後リークテストが続きます。
fiber繊維巻線：CNC巻線材は、耐荷重容量に最適な角度を持つ3〜5層に樹脂でコーティングされた繊維を適用します。
curing硬化：オーブン硬化により、樹脂マトリックスが固まります。
Quality Testing ：静水圧テスト（30秒間の1.5×作業圧力）、バーストテスト（2.25×設計圧力を超える必要があります）、および超音波欠陥検出。
surface表面処理：保護コーティングと安全ラベル（例えば、最大圧力、寿命）。
fiber繊維応力分布：角度偏差は、局所的な応力濃度と早期障害を引き起こす可能性があります。
curing硬化欠陥：不完全な樹脂硬化は、泡や剥離を引き起こす可能性があり、欠陥除去のためにX線検査が必要です。
サイクルライフ検証：10,000個のシミュレートされた充填装置サイクルを投稿してください。体積拡張は5％のままでなければなりません。
産業ガス貯蔵：半導体製造用の高純度窒素;溶接のためのアルゴン、職場の危険を減らす。
医療酸素システム：軽量シリンダー（3〜5 kg）は、Covid-19患者輸送中の携帯性を向上させました。
水素燃料電池車両：トヨタミライのタイプIV 70 MPAカーボンファイバータンクは、650 kmの範囲を有効にします。
aeroseerospace ：SpaceXは、ロケット燃料タンクの加圧に複合ヘリウムシリンダーを使用します。
消防inter ：炭素繊維自己完結型呼吸装置（SCBA）は、体重を8 kgから4 kgに削減し、モビリティを向上させます。
divingダイビングと屋外：複合ダイビングシリンダーは、負の浮力を3 kg減らし、ダイバーエネルギーを節約します。
軽量：9L/300BARカーボンファイバーシリンダーの重量は8 kg対25 kgで、鋼の場合は25 kgです。
安全性：故障中の制御された繊維層断片化は、金属sh散弾のリスクを排除します。
耐性抵抗：コーティングなしの海水、H2、および化学物質に耐えます。
。炭素繊維シリンダーあたり〜$ 1,500（スチールよりも3〜5×高価）
温度感度：樹脂は80°Cを超えて柔らかくなります。 -40°C未満の繊維は抱きしめます。
リサイクル難易度現在のリサイクルには、建設フィラーの粉砕が含まれます。
ISO 11119-3 ：タイプIVシリンダーの設計とテストを管理します。
dot -sp 14717 ：静水圧試験を介して5年ごとに米国の水素シリンダーの再調整を義務付けます。
pressure圧力制限：オーバーフィリング（たとえば、300barシリンダーの350bar）はマイクロクラックを引き起こします。
貯蔵：直射日光を避けます。 -40°Cから60°Cの間の温度を維持します。
ダメージコントロール：0.5 mmより深い傷が即座に検査する必要があります。
低い繊維dowコスト繊維の：Hyosungの日焼け炭素繊維はコストを30％削減します。
スマートシリンダー：IoT対応センサーは、Bluetooth経由で圧力/温度/ひずみを監視します。
水素経済：2030年までに1.5B（2023）から1.5B（2023）から8B（24％CAGR）から拡大する世界の水素タンク市場。
医療携帯性：ホーム酸素療法は、コンパクトシリンダーの年間成長を12％増加させます。
複合ガスシリンダーは、従来の金属シリンダーの重量、安全性、耐久性の制約を克服し、水素貯蔵、緊急対応、航空宇宙に不可欠であることが証明されています。コストとリサイクルのハードルにもかかわらず、繊維生産のブレークスルー（例えば、中国の「炭素繊維のローカリゼーション」イニシアチブ）と熱可塑性複合材料は、これらのシリンダーを持続可能なエネルギーインフラストラクチャの礎石として配置します。
