Afdichtingsoplossingen van Parker Prädifa verbeteren de efficiëntie en veiligheid van elektrolysetoestellen en brandstofcellen
Grote verscheidenheid aan afdichtingsontwerpen en -materialen voor de belangrijkste componenten die een duurzame en efficiënte productie en gebruik van waterstof ondersteunen.
www.parker.com
De Prädifa Technology Division van Parker Hannifin heeft een breed scala aan afdichtingsoplossingen ontwikkeld die zijn afgestemd op de speciale vereisten van elektrolysetoestellen en brandstofcellen, met name voor de bipolaire platen die in de celstapels worden gebruikt. Het portfolio strekt zich uit van rubberen frameafdichtingen tot geïnjecteerde composietafdichtingen tot PTFE-afdichtingen die zelfs in XXL-afmetingen verkrijgbaar zijn.
Cruciaal voor efficiëntie en veiligheid
Elektrolysetoestellen en brandstofcellen spelen een belangrijke rol bij de duurzame productie en het gebruik van waterstof. Het zijn systemen die technologisch nauw met elkaar verbonden zijn. Hun samenstelling en werking zijn in principe gelijkwaardig, maar het werkingsprincipe van een brandstofcel is omgekeerd aan dat van een elektrolysetoestel. Elektrolysetoestellen en brandstofcellen kunnen verschillen wat betreft grootte, celchemie en bedrijfsparameters, en hebben deels andere vereisten afhankelijk van hun technologie. Ongeacht het specifieke technische ontwerp staat de stapel die verantwoordelijk is voor de chemische reactie altijd centraal in het systeem. Het bestaat uit verschillende componenten, waaronder het elektrochemische hart van de brandstofcel of elektrolysetoestel: de membraan-elektrode-eenheid (MEA).
De bipolaire platen vormen op hun beurt een centraal element van de stapel. Ze dienen als verbindingselementen tussen de afzonderlijke cellen en maken het transport van gassen en vloeistoffen tussen de elektroden mogelijk. Naast de gasdistributie en het koelen van de stapel zijn ze ook verantwoordelijk voor het afdichten van de stapel tegen buiten. Betrouwbare afdichting van bipolaire platen vormt een van de grootste uitdagingen bij het ontwerpen van brandstofcel- of elektrolysesystemen. Onvoldoende afdichting kan leiden tot gaslekken of verlies van elektrolyt, wat de systeemprestaties kan beïnvloeden, of kan leiden tot veiligheidsproblemen. De gebruikte afdichtingen zijn cruciaal voor de efficiëntie en veiligheid van het totale systeem. Daarnaast zijn betrouwbare afdichting tegen buiten en een effectieve afscheiding van de procesgassen in het systeem essentieel voor optimale prestaties van brandstofcellen en elektrolysetoestellen.
Afdichtingsoplossingen voor bipolaire platen
De bedrijfsomstandigheden in brandstofcellen of elektrolysetoestellen vormen een grote uitdaging voor de afdichtingen. Afhankelijk van het werkingsprincipe van het systeem moeten ze bestand zijn tegen hoge drukwaarden, hoge temperaturen en/of corrosieve media, en moeten ze voorkomen dat educten, producten of elektrolyten ongecontroleerd kunnen ontsnappen. Dat is een voorwaarde om te garanderen dat aan de hoge eisen voor de levensduur en veiligheid van het brandstofcel- of elektrolysesysteem wordt voldaan.
Naast geschikte materialen vereist dit een eenvoudig, betrouwbaar werkend en eenvoudig te installeren afdichtingsontwerp dat een kostenefficiënte en betrouwbare massaproductie mogelijk maakt. Parker Prädifa heeft voor dat doel een uitgebreid portfolio met verschillende afdichtingsoplossingen ontwikkeld in een grote verscheidenheid aan maten en vormen. Het assortiment strekt zich uit van elastomeer frameafdichtingen tot composietoplossingen met afdichtingen die zijn verbonden met draagframes of rechtstreeks zijn aangebracht op de bipolaire plaat of andere componenten van de stapel (bijv. montageframes, gasdistributiestructuren of membranen). Voor zware toepassingsomstandigheden en bijzonder hoge levensduurvereisten zijn er ook PTFE-afdichtingsoplossingen beschikbaar.
Het volgende overzicht geeft een korte samenvatting van het gebruik en de gunstige eigenschappen van de verschillende oplossingen:
1. Rubberen frameafdichtingen
bieden een kostenefficiënte oplossing. Ze kunnen ofwel klassiek in een mal of door continue extrusietechnologie worden geproduceerd in vrijwel elke gewenste maat en vorm. Geschikt voor temperaturen tot 250 °C. Goede compressieset. Geschikt voor brandstofcellen (bijv. PAFC, AFC, PEM) en elektrolysetoestellen (bijv. AE, PEME).
2. Geïnjecteerde composietafdichtingen
kunnen rechtstreeks op een bipolaire plaat of op een metalen of kunststof draagframe worden aangebracht. Dit vermindert montagefouten, -tijden en -kosten aanzienlijk en vereenvoudigt het installatieproces. In bepaalde gevallen kan de noodzaak voor afdichtingsgroeven worden weggenomen. De afdichtingen zijn verkrijgbaar in grote afmetingen voor elektrolysetoepassingen (segmentproductie).
3. PTFE-afdichtingen
zijn in het bijzonder geschikt voor toepassingen die een hoge chemische bestendigheid vereisen, zoals in stationaire brandstofcellen en elektrolysetoestellen die werken met agressieve chemicaliën. Ze worden gekenmerkt door een hoge mediumbestendigheid, een lange levensduur, goede elektrische isolatie-eigenschappen en een hoge dimensionele stabiliteit onder belasting. Deze typen PTFE-afdichtingen zijn verkrijgbaar in speciale materialen met een verbeterd permeatiegedrag en ook in XXL-maten tot 4,5 meter.
Aanvullende informatie over onze afdichtingsoplossingen voor bipolaire platen.
www.parker.com
