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能源转型中的氢密封件

Angst+Pfister 出版于 3 月 10 日。2023

雖然能源需求不斷增加,但二氧化碳排放量卻必須加以控制。不影響氣候的氫能可以幫助取代化石燃料,而工業界也正在大力投資這項技術。將現有的管道基礎設施重新用於氫,需要能夠保留最小分子的密封件。MCM S.p.A 正在努力提供有關這種密封件的實際數據。

 

環境和氣候保護政策正在不斷推動去碳化。氫是未來極具前景的能源。其熱值高於石油或天然瓦斯,燃燒時對氣候的影響為中性 - 即不排放二氧化碳。如果氫是由可再生資源生產,則稱為 「綠色 」氫。成本正在下降,但仍然相對較高 - 目前 ... 如今,氫通常與甲烷或天然瓦斯混合,以減少二氧化碳足跡。

氫能發展勢不可擋

「目前氫技術的投資非常龐大,」義大利 MCM S.p.A 公司的業務發展工程師 Raffaella Villa 說道。該公司是 Angst+Pfister 集團的一部分,專門為汽車、航空航天和石油工業提供橡膠密封件。自 2020 年以來,MCM 有關氫氣密封件的詢價大幅增加。「我們預期在不久的將來會更多」。這部分是由於氫可以沿著現有的全球管道網絡進行運輸。不需要新的基礎設施。這只是重新利用的問題。

 

「我們已經在研究氫的應用,在這個範圍內,與 Starline SpA 的合作是非常有趣和重要的:它是關於用於生產綠色氫的閥門,需要在 97% 揮發性氫中使用」。Starline SpA 是一家氫氣管道閥門製造商,也是一家鍛鋼球閥製造商。這些閥門現在需要適合氫氣的密封件。這些閥門將提供給 Iberdrola 等公司,Iberdrola 是歐洲電力生產商和經銷商中的西班牙能源巨頭。Iberdrola 正投資數以十億計的資金來生產綠色氫氣。

什麼是最佳的密封材料?

 

「Raffaella Villa 表示:」對於彈性體密封件來說,氣體是一個棘手的問題,尤其是氫氣。需要滿足的要求與液體完全不同 - 此外,氫是最小的分子。這種氣體可以在聚合物的分子結構中緩慢擴散。這就是為什麼我們的重點放在彈性體化合物的滲透性上。逸出的氫氣是一個嚴重的安全問題。管線中的高壓使得硬質彈性體成為最可能的選擇。然而,並非所有化合物在氫氣中的表現都相同。

 

「Raffaella Villa 表示:」我們目前正在努力找出最佳材料,但不希望純粹依賴理論和文獻。FKM 和 HNBR 已經成為氫氣的潛在解決方案,但 MCM 還希望精確地調查哪一種彈性體最適合哪一種功能。「我們希望產生一個排名系統」。為此,MCM 正由外部實驗室對其整個產品組合進行滲透性測試。

可靠的滲透性數據

儘管氫氣本身不會對彈性體產生化學損害,但環境條件可能是一個問題。一般而言,這表示:壓力或溫度越高,密封件的滲透性就越強。根據預期的應用,耐化學性也可能是一項要求。所有這些因素都限制了彈性體的選擇 - 通常會尋求折衷方案。MCM 旨在為客戶提供涉及氫氣應用的可靠數據。

Starline 目前的專案需要硬度極高的密封件,不僅能承受 35 bar 的壓力,還能承受零下 10 度到 65 度的溫度。「Starline 可以使用我們產品組合中的一種化合物為其 Iberdrola 項目開發閥門,但我們現在正在檢查我們的產品組合能進一步提供什麼。Raffaella Villa 解釋說:「我們的產品組合已經非常龐大,但我們仍然願意為氫氣密封件開發新的彈性體化合物。最終,汽車工業等其他行業也會對這些產品感興趣。



新應用的經驗和專業知識

可靠的數據和材料選擇是一方面 - MCM 也貢獻了其在零件壓縮和注塑成型方面的專業知識。「MCM 的專案經理 Oliviero Mismetti 補充:「這類材料的模具並非小事。MCM 的經驗對製造過程中所需的公差至關重要。MCM 的知識也是 AED(防爆減壓)認證(即抗減壓密封件)所需要的。「Raffaella Villa 很高興能向其他產業(如汽車工業)報告:「由於我們的能力,我們被要求製作新技術的開創性工作,這些新技術將迫使歐洲脫碳,這實在令人振奮。

洛桑的團隊成員急中生智,製作了新的零件,並將它們帶到捷克的 Autodrom Most 參加下一場賽事。在那裡,車隊首次參加動力競賽,並取得了車隊歷史上最快的加速度。這足以在 36 場比賽中獲得第 8 名。此外,還在「成本與製造」類別中獲得第五名。「Etienne Hofstetter 高興地表示:「這正是我們想要的結果。最後,最重要的賽事在德國霍根海姆舉行。EPFL 團隊在工程設計項目中獲得第 13 名(共 71 支隊伍),令人印象深刻。「我個人的亮點是完美無瑕的電池檢測,獲得檢測人員的讚賞。很少有人第一次就能通過"。因此也要感謝 Angst+Pfister。「他們讓我們能夠呈現非常專業的電池」。

鑑於車上有許多創新,車隊對於個別車款的表現非常滿意。與此同時,也為未來幾個賽季奠定了良好的基礎,以取得更廣泛的成績。Angst+Pfister 正在拭目以待。

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