De toepassing van PEEK-materialen in waterstofenergieapparatuur is voornamelijk gebaseerd op de uitzonderlijke chemische corrosiebestendigheid, hoge temperatuur- en drukbestendigheid, dimensionale stabiliteit, lage kruip, uitstekende isolatie- en afdichtingseigenschappen. Het is een belangrijk alternatief geworden voor metalen en traditionele afdichtingsmaterialen (zoals PTFE) en wordt met name gebruikt in kerncomponenten van alkalische waterelektrolyse (ALK) en protonenuitwisselingsmembraan (PEM) elektrolyzers.
1. Alkalische water-elektrolyse (ALK) afdichtingspakkingen
Dit is een van de belangrijkste toepassingen van PEEK in de waterstofenergiesector. Afdichtingspakkingen zijn cruciale onderdelen van elektrolyzers en zijn verantwoordelijk voor het handhaven van de afdichting en isolatie van de cellen onder hoge temperaturen, hoge druk en in sterk alkalische omgevingen (bijv. KOH-oplossing). Traditionele materialen (zoals versterkt PTFE) hebben problemen zoals koude vloei, hoge kruip en gevoeligheid voor falen onder langdurige hoge druk. PEEK-afdichtingspakkingen bieden:
· Uitstekende chemische corrosiebestendigheid: Kan langdurige blootstelling aan corrosieve, sterk alkalische elektrolyten weerstaan.
· Goede veerkracht en geschikte compressieverhouding: Garandeert een effectieve afdichting onder aanhaaldruk en kan zich aanpassen aan bepaalde druk- en temperatuurschommelingen.
· Lage kruip- en stressontspanningssnelheid: Behoudt de afdichtingskracht onder langdurige hoge druk (bijv. 175 MPa zoals vermeld in de documenten), waardoor lekkage wordt voorkomen.
· Lage vochtabsorptie en hydrolysebestendigheid: Lage waterabsorptiesnelheid (ca. 0,4%), stabiele prestaties in omgevingen met hoge temperaturen en stoom, met minimale dimensionale veranderingen.
· Goede isolerende eigenschappen: Voorkomt interne kortsluiting in de elektrolyzer.
2. Elektrodeframes van technisch kunststof
PEEK-elektrodeframes, vervaardigd via spuitgieten, worden gebruikt ter vervanging van traditionele metalen frames (bijvoorbeeld titanium). Dit biedt een oplossing voor problemen zoals hoge bewerkingskosten, een hoog gewicht en een relatief onvoldoende elektrochemische corrosiebestendigheid van metalen frames. De voordelen hiervan zijn onder andere:
· Gewichtsvermindering: Het gewicht kan met ongeveer 70% worden verminderd ten opzichte van metalen frames, wat bijdraagt aan de algehele gewichtsvermindering van de elektrolyzer.
· Uitstekende elektrochemische corrosiebestendigheid: Duurzamer in elektrolyseomgevingen.
· Goede isolatie en thermische stabiliteit: Voldoet aan de eisen ten aanzien van elektrische isolatie en bedrijfstemperatuur van elektrolyzers.
· Verwerkbaarheid en complexe vormbaarheid: Spuitgieten is geschikt voor de massaproductie van complexe frameconstructies, waardoor de productie-efficiëntie wordt verbeterd.
3. Andere potentiële en verwante componenten
· Onderdelen van een PEM-elektrolyzer: PEEK is ook geschikt voor elektrodeframes van PEM-elektrolyzers (specificaties zoals Φ178*2,3 mm).
· Onderdelen van een waterstofbrandstofcelsysteem: Denk bijvoorbeeld aan kathodefilters, deionisatoren, eindplaten voor brandstofcelstapels, bekledingen voor waterstofopslagtanks of klepafdichtingen. De weerstand van PEEK tegen waterstofbrosheid, corrosie en het lichte gewicht bieden hier veel toepassingsmogelijkheden.
· Hogedruksystemen voor de opslag, het transport en het bijtanken van waterstof: Kan worden gebruikt in kleppen, afdichtingen, pijpleidingaansluitingen, enz., om hogedrukomgevingen met waterstof te weerstaan.
Samenvatting: Door de langetermijnproblemen met betrekking tot de betrouwbaarheid van afdichtingspakkingen en de behoefte aan gewichtsbesparing en corrosiebestendigheid van elektrodeframes in alkalische elektrolyzers aan te pakken, worden PEEK-materialen steeds belangrijker voor de verbetering en doorontwikkeling van waterstofenergieapparatuur, met name in water-elektrolyse voor waterstofproductie. Dit draagt bij aan een verbeterde systeemefficiëntie, levensduur en veiligheid.
Dalian Luyang Technology Development Co., Ltd.Het bedrijf is een nationale hightechonderneming, gespecialiseerd in de modificatie en productontwikkeling van speciale technische kunststoffen zoals PEEK en PI. Op het gebied van waterstofenergie heeft het bedrijf met succes PEEK-afdichtingspakkingen en elektrodenframes van technische kunststof ontwikkeld voor de productie van waterstof via alkalische water-elektrolyse. Het bedrijf levert aanverwante producten en streeft ernaar hoogwaardige materiaaloplossingen te bieden voor waterstofenergieapparatuur.
