Ymchwil mewn amgylcheddau eithafol yn cynnig atebion ymarferol i’r diwydiant dur

Mae Mike Dowd yn esbonio sut mae cyfleuster SINTEC SaMI yn arwain ymchwil sy’n efelychu amgylcheddau eithafol ac yn cynnig atebion ymarferol i’r diwydiant dur a’i gadwyn gyflenwi.

 
Mae cyfleuster unigryw SINTEC SaMI yn galluogi ymchwilwyr i efelychu prosesau, profi sefydlogrwydd asedau a dadansoddi cyfansoddion deunyddiau ar dymereddau uchel mewn amgylcheddau nwyon adweithiol, gan gynnwys hydrogen, carbon monocsid, sylffwr deuocsid, amonia, hydrogen sylffid a charbon deuocsid.

Drwy efelychu prosesau diwydiannol, megis cynhyrchu dur, yn y labordy, mae SaMI yn darparu cyfleusterau unigryw a hanfodol i ymchwilio i dechnolegau arloesol, er mwyn mynd i’r afael â datgarboneiddio a gweithgynhyrchu a deunyddiau sero-net.

Efelychu prosesau diwydiannol mewn amgylcheddau eithafol

Yn SINTEC, ceir ffwrneisiau tymheredd uchel sy’n gallu profi systemau deunyddiau amrywiol hyd at 1600^oC mewn amgylcheddau nwyon a reolir. Mae technoleg cydbwysedd màs integredig yn galluogi ymchwilwyr i astudio deunyddiau mewn amgylcheddau ocsideiddiol a lleihaol, ac mae monitro ar-lein yn cynnig cyfle unigryw i gael cipolwg rhithwir i mewn i broses ddiwydiannol.

Meysydd astudiaeth ymchwil

• Optimeiddio perfformiad ffwrneisiau chwyth drwy leihau amserau adweithio ar gyfer ffrwd deunyddiau crai
• Asesu technegau amgen o gynhyrchu haearn a chyfleoedd i newid tanwydd, er enghraifft cyflwyno dewisiadau eraill megis hydrogen a thanwydd carbonaidd nad yw’n dod o ffosilau
• Gwerthuso effeithlonrwydd a pherfformiad thermol gwrthsafol mewn amodau atmosfferig gwahanol
• Rhyngweithio rhwng metelau tawdd ag arwyneb a’u natur wlychadwy drwy fesur yr ongl gyswllt
• Datblygu dull o ddelweddu ffwrnais ynghyd â phyrth gwylio sy’n creu cyfle i ddefnyddio delweddu tra chyflym a systemau camera thermol cyflym
• Cineteg ocsideiddio systemau deunyddiau amrywiol ar dymereddau uchel.

Profi sefydlogrwydd cynhyrchion ac asedau

Mae SINTEC yn gweithredu nifer o siambrau cyrydu sy’n efelychu’r amodau angenrheidiol i ail-greu’r amgylcheddau eithafol mae cydrannau yn eu profi pan fyddant ar waith. Mae’r cyfarpar hwn yn ein galluogi i asesu oes deunyddiau mewn atmosfferau lle mae’r tymereddau’n codi i 1800oC.

Meysydd astudiaeth ymchwil

• Gwerthuso sylffwr deuocsid gwlyb i asesu oes cynhyrchion wedi’u paentio a chynhyrchion metelig eraill
• Gwerthuso cyrydu pibau gwasanaeth sur i ymchwilio i’r tebygolrwydd y bydd deunyddiau pibau’n hollti ym mhresenoldeb hydrogen wrth eu defnyddio yn y diwydiannau olew a nwy
• Asesu gallu cyrydu i achosi lludded mewn deunyddiau mewn amgylcheddau cyrydol ar dymereddau uchel ac wrth eu rhoi dan bwysau dro ar ôl dro
• Profi mecanyddol mewn amgylcheddau sy’n cynnwys hydrogen er mwyn astudio ymddygiad breuo

Dadansoddi nwyon a metroleg

Mae SINTEC yn defnyddio technegau dadansoddi uwch, gan gynnwys cromotograffeg nwy/sbectrometreg màs pyrolysis (GCMS) i astudio prosesau tra chyflym tymheredd uchel mewn amgylcheddau eithafol. Mae’r cyfarpar yn galluogi ymchwilwyr i fesur in situ’r rhywogaethau organig nwyol ac anweddol amrywiol sy’n esblygu o brosesau diwydiannol wedi’u hefelychu.

Meysydd astudiaeth ymchwil

• Disodli carbon o danwyddau ffosil â gwastraff carbonaidd nad yw’n dod o danwydd ffosil yn y broses cynhyrchu dur
• Astudio ffracsiwn anweddol tanwyddau ffosil a thanwydd nad yw’n dod o ffosilau (e.e. gwastraff na ellir ei ailgylchu, plastigion, biomàs a biomàs wedi’i addasu)
• GCMS pyrolysis tra chyflym i astudio’r prosesau thermol tra chyflym a geir mewn ffwrnais chwyth
• Casglu samplau nwy gwastraff o brosesau diwydiannol sy’n cael eu hefelychu yn y labordy i’w defnyddio fel deunydd crai posib mewn prosesau eraill.

Atebion ymarferol ar gyfer cwmnïau

Gan weithio’n agos gyda’r diwydiant dur a chwmnïau yn y gadwyn gyflenwi, rydym yn dod o hyd i atebion ymarferol i’r heriau mwyaf mae’r diwydiant yn eu hwynebu. Mae gan gyfleuster SaMI botensial enfawr i helpu’r diwydiant dur i newid er mwyn helpu i greu Cymru sero-net.

Rydym yn croesawu ymholiadau gan gwmnïau dur a’r gadwyn gyflenwi sy’n chwilio am atebion ar sail ymchwil.

Cyhoeddwyd Mai 2022

Mike Dowd yw Rheolwr Cyfleusterau SINTEC yn y Sefydliad Dur a Metelau ym Mhrifysgol Abertawe.