Pakningsteknologi fra Parker Prädifa forbedrer effektiviteten af og sikkerheden omkring elektrolysatorer og brændselsceller
Bredt udvalg af pakningsdesign og -materialer til vigtige komponenter, der understøtter bæredygtig og effektiv produktion og brug af brint.
www.parker.com
Prädifa-teknologiafdelingen hos Parker Hannifin har udviklet en bred vifte af pakningsteknologier, der er skræddersyet efter de særlige krav til elektrolysatorer og brændselsceller – navnlig de bipolære plader, der anvendes i cellestablerne. Sortimentet strækker sig fra gummirammepakninger over sprøjtestøbte kompositpakninger til PTFE-pakninger, der også fås i XXL-størrelser.
Afgørende for effektivitet og sikkerhed
Elektrolysatorer og brændselsceller spiller en vigtig rolle i forbindelse med bæredygtig produktion og brug af brint. Det er systemer, der fra et teknologisk perspektiv er nært beslægtede med hinanden. Deres sammensætning og funktionsprincip er grundlæggende ens, men funktionsprincippet for en brændselscelle er omvendt for en elektrolysator. Elektrolysatorer og brændselsceller kan variere i størrelse, cellekemi og driftsparametre og til dels have forskellige krav afhængigt af deres teknologi. Uagtet det specifikke tekniske design er den stabel, der er ansvarlig for den kemiske reaktion, altid central for systemet. Den består af forskellige komponenter, herunder brændselscellens eller elektrolysatorens elektrokemiske hjerte: membranelektrodeenheden (Membrane Electrode Assembly, MEA).
Dermed er de bipolære plader et centralt element i stablen. De fungerer som forbindelseselementer mellem de enkelte celler og muliggør transport af gasser og væsker mellem elektroderne. Ud over gasfordeling og køling af stablen er de ansvarlige for at tætne stablen mod ydersiden. Pålidelig tætning af bipolære plader er en af de største udfordringer ved design af brændselscelle- eller elektrolysatorsystemer. Utilstrækkelig tætning kan føre til gaslækager eller tab af elektrolytter, hvilket kan forringe systemets ydeevne eller medføre sikkerhedsproblemer. De anvendte pakninger er afgørende for effektiviteten og sikkerheden i systemet som helhed, og både pålidelig tætning mod ydersiden og effektiv adskillelse af procesgasserne i systemet er afgørende for optimal ydeevne for brændselsceller og elektrolysatorer.
Pakningsteknologi til bipolære plader
Driftsforholdene i brændselsceller eller elektrolysatorer skaber store udfordringer for pakningerne. Alt efter hvad systemets funktionsprincip er, skal de kunne modstå høje tryk, høje temperaturer og/eller korroderende medier, samtidig med at det skal sikres, at hverken reaktanter, produkter eller elektrolytter kan slippe ud på en ukontrolleret måde. Det er en forudsætning for at sikre, at de strenge krav til brændselscelle- og elektrolysatorsystemers driftslevetid og sikkerhed overholdes.
Ud over egnede materialer kræver det et enkelt og driftssikkert pakningsdesign, der er nemt at montere, som muliggør omkostningseffektiv og pålidelig masseproduktion. Til dette formål har Parker Prädifa udviklet en omfattende portefølje af forskellige pakningsteknologier i en bred vifte af størrelser og former. Den strækker sig fra elastomerrammepakninger til kompositløsninger med pakninger, der forbindes med bærerammer eller direkte til den bipolære plade eller andre komponenter i stablen (f.eks. monteringsrammer, gasfordelingsstrukturer eller membraner). Til barske anvendelsesforhold og særligt høje krav til driftslevetid fås også PTFE-pakningsteknologier.
I oversigten nedenfor opsummeres kort de forskellige løsningers anvendelsesmuligheder og fordelagtige egenskaber:
1. Gummirammepakninger
er en omkostningseffektiv løsning. De kan fremstilles enten på klassisk vis i en form eller ved kontinuerlig ekstrudering i stort set hvilken som helst størrelse eller form, der ønskes. Egnet til temperaturer på op til 250 °C. God tøjning. Velegnet til brændselsceller (f.eks. PAFC, AFC, PEM) og elektrolysatorer (f.eks. AE, PEME).
2. Sprøjtestøbte kompositpakninger
kan anvendes direkte på en bipolær plade eller på en metal- eller plastbæreramme. Det sikrer en betragtelig reducering af monteringsfejl, -tid og -omkostninger og forenkler installationsprocessen. Behovet for pakningsriller kan elimineres i visse tilfælde. Pakningerne fås i store størrelser til elektrolysatorapplikationer (segmentfremstilling).
3. PTFE-pakninger
er særligt velegnede til applikationer, der kræver høj kemikalieresistens, som f.eks. ved stationære brændselsceller og elektrolysatorer, der arbejder med aggressive kemikalier. De er kendetegnet ved høj mediemodstand, lang levetid, gode elektriske isoleringsegenskaber og høj dimensionsstabilitet under belastning. Disse typer PTFE-pakninger fås også i specialmaterialer med forbedret gennemtrængningsadfærd og i XXL-størrelser på op til 4,5 meter.
Nærmere information om vores pakningsteknologier til bipolære plader.
www.parker.com
