Aplicarea materialelor PEEK în echipamentele de producere a energiei pe bază de hidrogen se bazează în principal pe rezistența sa excepțională la coroziune chimică, rezistența la temperaturi ridicate și presiune, stabilitatea dimensională, curgerea redusă, izolația excelentă și proprietățile de etanșare. A devenit o alternativă cheie la metale și materiale de etanșare tradiționale (cum ar fi PTFE), utilizată în principal în componentele de bază ale electrolizei alcaline a apei (ALK) și ale electrolizoarelor cu membrană de schimb de protoni (PEM).
1. Garnituri de etanșare pentru electroliza alcalină a apei (ALK)
Aceasta este una dintre aplicațiile principale ale PEEK în domeniul energiei hidrogenului. Garniturile de etanșare sunt componente critice ale electrolizoarelor, responsabile pentru menținerea etanșării și izolației celulelor în medii cu temperaturi ridicate, presiune ridicată și alcaline puternice (de exemplu, soluție de KOH). Materialele tradiționale (cum ar fi PTFE armat) suferă de probleme precum curgerea la rece, fluajul ridicat și susceptibilitatea la defectare sub presiune ridicată prelungită. Garniturile de etanșare PEEK oferă:
· Rezistență excelentă la coroziune chimică: Poate rezista la expunerea pe termen lung la electroliți alcalini puternic corozivi.
· Reziliență bună și raport de compresie adecvat: Asigură o etanșare eficientă sub presiunea de strângere a șuruburilor și se poate adapta la anumite fluctuații de presiune și temperatură.
· Rată redusă de fluaj și relaxare la stres: Menține forța de etanșare în medii de înaltă presiune pe termen lung (de exemplu, 175 MPa, așa cum se menționează în documente), prevenind scurgerile.
· Absorbție redusă de umiditate și rezistență la hidroliză: Rată scăzută de absorbție a apei (aprox. 0,4%), performanță stabilă în medii cu abur la temperaturi ridicate, cu modificări dimensionale minime.
· Proprietăți bune de izolare: Previne scurtcircuitele interne din electrolizor.
2. Rame de electrozi din plastic ingineresc
Ramele electrozilor din PEEK fabricate prin turnare prin injecție sunt utilizate pentru a înlocui ramele metalice tradiționale (de exemplu, titan), abordând probleme precum costurile ridicate de prelucrare, greutatea mare și rezistența relativ insuficientă la coroziune electrochimică a ramelor metalice. Avantajele acestora includ:
· Greutate redusă: Greutatea poate fi redusă cu aproximativ 70% în comparație cu cadrele metalice, contribuind la reducerea generală a greutății electrolizorului.
· Rezistență excelentă la coroziune electrochimică: Mai durabil în medii de electroliză.
· Izolație bună și stabilitate termică: Îndeplinește cerințele de izolare electrică și temperatură de funcționare ale electrolizoarelor.
· Ușurință în procesare și formabilitate complexă: Turnarea prin injecție este potrivită pentru producția în masă a structurilor complexe de cadru, îmbunătățind eficiența producției.
3. Alte componente potențiale și conexe
· Componente ale electrolizorului PEM: PEEK este potrivit și pentru ramele electrozilor de electroliză PEM (specificații precum Φ178 * 2,3 mm).
· Componentele sistemului de pile de combustie cu hidrogen: Inclusiv filtre catodice, deionizatoare, plăci terminale pentru stive de pile de combustie, căptușeli ale rezervoarelor de stocare a hidrogenului sau etanșări ale supapelor. Rezistența PEEK la fragilizarea cauzată de hidrogen, coroziune și proprietățile sale de greutate redusă oferă potențial de aplicare în acest sens.
· Sisteme de stocare, transport și realimentare cu hidrogen de înaltă presiune: Poate fi utilizat în valve, etanșări, conectori de conducte etc., pentru a rezista la medii cu hidrogen de înaltă presiune.
Rezumat: Prin abordarea problemelor de fiabilitate pe termen lung ale garniturilor de etanșare și a nevoilor de greutate redusă și rezistență la coroziune ale cadrelor electrozilor din electrolizoarele alcaline, materialele PEEK devin materiale cheie pentru modernizarea și iterarea echipamentelor de energie bazate pe hidrogen, în special în electroliza apei pentru producerea de hidrogen, contribuind la îmbunătățirea eficienței, duratei de viață și siguranței sistemului.
Compania de Dezvoltare Tehnologică Dalian Luyang, Ltd.este o întreprindere națională de înaltă tehnologie, specializată în modificarea și dezvoltarea de produse din materiale plastice inginerești speciale, cum ar fi PEEK și PI. În domeniul energiei hidrogenului, compania a dezvoltat cu succes garnituri de etanșare PEEK și rame de electrozi din plastic ingineresc pentru producerea de hidrogen prin electroliza alcalină a apei și oferă produse conexe, dedicate oferirii de soluții de materiale de înaltă performanță pentru echipamentele de producere a energiei hidrogenului.
