L'applicazione dei materiali PEEK nelle apparecchiature per l'energia a idrogeno si basa principalmente sulla sua eccezionale resistenza alla corrosione chimica, alla resistenza alle alte temperature e alla pressione, alla stabilità dimensionale, al basso creep, all'eccellente isolamento e alle proprietà di tenuta. È diventato un'alternativa fondamentale ai metalli e ai materiali di tenuta tradizionali (come il PTFE), utilizzato principalmente nei componenti principali degli elettrolizzatori ad acqua alcalina (ALK) e a membrana a scambio protonico (PEM).
1. Guarnizioni di tenuta per elettrolisi dell'acqua alcalina (ALK)
Questa è una delle principali applicazioni del PEEK nel campo dell'energia a idrogeno. Le guarnizioni di tenuta sono componenti critici degli elettrolizzatori, responsabili del mantenimento della tenuta e dell'isolamento delle celle in ambienti ad alta temperatura, alta pressione e fortemente alcalini (ad esempio, soluzione di KOH). I materiali tradizionali (come il PTFE rinforzato) presentano problemi come scorrimento a freddo, elevato creep e suscettibilità a guasti in caso di pressione elevata prolungata. Le guarnizioni di tenuta in PEEK offrono:
· Eccellente resistenza alla corrosione chimica: Può resistere all'esposizione prolungata a elettroliti alcalini forti e corrosivi.
· Buona resilienza e rapporto di compressione adeguato: Garantisce una tenuta efficace sotto la pressione di serraggio dei bulloni e può adattarsi a determinate fluttuazioni di pressione e temperatura.
· Basso tasso di creep e rilassamento da stress: Mantiene la forza di tenuta in ambienti ad alta pressione a lungo termine (ad esempio, 175 MPa come indicato nei documenti), prevenendo le perdite.
· Basso assorbimento di umidità e resistenza all'idrolisi: Basso tasso di assorbimento dell'acqua (circa 0,4%), prestazioni stabili in ambienti con vapore ad alta temperatura, con variazioni dimensionali minime.
· Buone proprietà isolanti: Previene i cortocircuiti interni nell'elettrolizzatore.
2. Telai per elettrodi in plastica ingegneristica
I telai per elettrodi in PEEK, realizzati tramite stampaggio a iniezione, vengono utilizzati per sostituire i tradizionali telai in metallo (ad esempio in titanio), risolvendo problemi come gli elevati costi di lavorazione, il peso elevato e la resistenza alla corrosione elettrochimica relativamente insufficiente dei telai in metallo. I vantaggi includono:
· Alleggerimento: Rispetto ai telai in metallo, il peso può essere ridotto di circa il 70%, contribuendo alla riduzione complessiva del peso dell'elettrolizzatore.
· Eccellente resistenza alla corrosione elettrochimica: Più durevole negli ambienti di elettrolisi.
· Buon isolamento e stabilità termica: Soddisfa i requisiti di isolamento elettrico e di temperatura di esercizio degli elettrolizzatori.
· Facilità di lavorazione e formabilità complessa: Lo stampaggio a iniezione è adatto alla produzione in serie di strutture di telai complesse, migliorando l'efficienza produttiva.
3. Altri componenti potenziali e correlati
· Componenti dell'elettrolizzatore PEM: Il PEEK è adatto anche per i telai degli elettrodi degli elettrolizzatori PEM (specifiche come Φ178*2,3mm).
· Componenti del sistema di celle a combustibile a idrogeno: Tra questi rientrano filtri catodici, deionizzatori, piastre terminali di pile a combustibile, rivestimenti per serbatoi di stoccaggio dell'idrogeno o guarnizioni per valvole. La resistenza del PEEK all'infragilimento da idrogeno, alla corrosione e la sua leggerezza ne offrono un potenziale applicativo in questo ambito.
· Sistemi di stoccaggio, trasporto e rifornimento di idrogeno ad alta pressione: Può essere utilizzato in valvole, guarnizioni, connettori di tubazioni, ecc., per resistere ad ambienti con idrogeno ad alta pressione.
Riepilogo: Affrontando i problemi di affidabilità a lungo termine delle guarnizioni di tenuta e le esigenze di leggerezza e resistenza alla corrosione dei telai degli elettrodi negli elettrolizzatori alcalini, i materiali PEEK stanno diventando materiali chiave per l'aggiornamento e l'iterazione delle apparecchiature per l'energia a idrogeno, in particolare nell'elettrolisi dell'acqua per la produzione di idrogeno, contribuendo a migliorare l'efficienza, la durata e la sicurezza del sistema.
Dalian Luyang Technology Development Co., Ltd.è un'azienda nazionale high-tech, specializzata nella modifica e nello sviluppo di prodotti in materiali plastici tecnici speciali come PEEK e PI. Nel campo dell'energia a idrogeno, l'azienda ha sviluppato con successo guarnizioni di tenuta in PEEK e telai per elettrodi in materiali plastici tecnici per la produzione di idrogeno tramite elettrolisi dell'acqua alcalina, e fornisce prodotti correlati, dedicati a soluzioni con materiali ad alte prestazioni per apparecchiature per l'energia a idrogeno.
