Použití materiálů PEEK ve vodíkových energetických zařízeních je založeno především na jejich výjimečné chemické odolnosti proti korozi, vysoké teplotní a tlakové odolnosti, rozměrové stabilitě, nízkém tečení, vynikajících izolačních a těsnicích vlastnostech. Staly se klíčovou alternativou ke kovům a tradičním těsnicím materiálům (jako je PTFE), které se používají hlavně v základních součástech elektrolyzérů s alkalickou vodní elektrolýzou (ALK) a proton-výměnnými membránami (PEM).
1. Těsnicí těsnění pro alkalickou elektrolýzu vody (ALK)
Toto je jedna z hlavních aplikací PEEK v oblasti vodíkové energie. Těsnicí těsnění jsou klíčovými součástmi elektrolyzérů a jsou zodpovědné za udržení těsnění a izolace článků za vysokých teplot, vysokého tlaku a silně alkalického prostředí (např. roztok KOH). Tradiční materiály (jako je vyztužený PTFE) trpí problémy, jako je tok za studena, vysoké tečení a náchylnost k selhání za dlouhodobého vysokého tlaku. Těsnicí těsnění PEEK nabízí:
· Vynikající chemická odolnost proti korozi: Odolává dlouhodobému vystavení korozivním silným alkalickým elektrolytům.
· Dobrá odolnost a vhodný kompresní poměr: Zajišťuje účinné utěsnění při utahování šroubů a dokáže se přizpůsobit určitým kolísáním tlaku a teploty.
· Nízká míra tečení a uvolnění napětí: Udržuje těsnicí sílu i v prostředí s dlouhodobým vysokým tlakem (např. 175 MPa, jak je uvedeno v dokumentaci), čímž zabraňuje únikům.
· Nízká absorpce vlhkosti a odolnost proti hydrolýze: Nízká míra absorpce vody (cca 0,4 %), stabilní výkon v prostředí s vysokou teplotou páry s minimální změnou rozměrů.
· Dobré izolační vlastnosti: Zabraňuje vnitřním zkratům v elektrolyzéru.
2. Konstrukce plastových rámů elektrod
Rámy elektrod z PEEK vyrobené vstřikováním plastů se používají k nahrazení tradičních kovových rámů (např. titanu) a řeší problémy, jako jsou vysoké náklady na obrábění, těžká hmotnost a relativně nedostatečná elektrochemická korozní odolnost kovových rámů. Mezi jejich výhody patří:
· Odlehčení: Hmotnost lze snížit přibližně o 70 % ve srovnání s kovovými rámy, což přispívá k celkovému snížení hmotnosti elektrolyzéru.
· Vynikající elektrochemická odolnost proti korozi: Odolnější v prostředí elektrolýzy.
· Dobrá izolace a tepelná stabilita: Splňuje požadavky na elektrickou izolaci a provozní teplotu elektrolyzérů.
· Snadné zpracování a složitá tvárnost: Vstřikování plastů je vhodné pro hromadnou výrobu složitých rámových konstrukcí, což zvyšuje efektivitu výroby.
3. Další potenciál a související komponenty
· Součásti PEM elektrolyzéru: PEEK je vhodný i pro rámy elektrod PEM elektrolyzéru (specifikace například Φ178*2,3 mm).
· Součásti systému vodíkových palivových článků: Včetně katodových filtrů, deionizátorů, koncových desek palivových článků, vložek nádrží na vodík nebo těsnění ventilů. Odolnost PEEK vůči vodíkovému křehnutí, korozi a nízká hmotnost nabízejí zde potenciál pro použití.
· Systémy pro skladování, přepravu a doplňování paliva vysokotlakého vodíku: Lze použít ve ventilech, těsněních, spojkách potrubí atd., aby odolaly vysokotlakému vodíkovému prostředí.
Shrnutí: Řešením problémů s dlouhodobou spolehlivostí těsnění a potřebami na odlehčení a odolnost proti korozi u rámů elektrod v alkalických elektrolyzérech se materiály PEEK stávají klíčovými materiály pro modernizaci a iteraci zařízení pro vodíkovou energii, zejména při elektrolýze vody pro výrobu vodíku, a přispívají ke zlepšení účinnosti systému, životnosti a bezpečnosti.
Dalian Luyang Technology Development Co., Ltd.je národní high-tech podnik specializující se na modifikaci a vývoj speciálních technických plastů, jako jsou PEEK a PI. V oblasti vodíkové energie společnost úspěšně vyvinula těsnění z PEEK a plastové rámy elektrod pro výrobu vodíku alkalickou elektrolýzou vody a poskytuje související produkty, zaměřené na poskytování vysoce výkonných materiálových řešení pro vodíková energetická zařízení.
