Parker Prädifa`nın Sızdırmazlık Çözümleri, Elektrolizörlerin ve Yakıt Hücrelerinin Verimliliğini ve Güvenliğini Artırıyor

Hidrojenin sürdürülebilir ve verimli üretimini ve kullanımını destekleyen temel bileşenler için çok çeşitli sızdırmazlık elemanı tasarımları ve malzemeleri

Hareket ve kontrol teknolojisi alanında dünya lideri olan Parker Hannifin'in Prädifa Technology Division'ı, elektrolizörlerin ve yakıt hücrelerinin, özellikle de hücre yığınlarında kullanılan iki kutuplu plakaların özel gereksinimlerine uygun çok çeşitli sızdırmazlık çözümleri geliştirmiştir. Portföyümüz, kauçuk çerçeve keçelerinden enjeksiyonlu kompozit keçelere ve XXL boyutlarında bile mevcut olan PTFE keçelere kadar çeşitlilik göstermektedir.

Verimlilik ve Güvenlik Açısından Çok Önemli

Elektrolizörler ve yakıt hücreleri, hidrojenin sürdürülebilir üretimi ve kullanımı açısından önemli bir rol oynamaktadır. Teknolojik açıdan birbiriyle yakından ilişkili sistemlerdir. Bileşimleri ve işlevsel ilkeleri temelde benzerdir ancak yakıt hücresinin işlevsel ilkesi, elektrolizörünkiyle terstir. Elektrolizörler ve yakıt hücreleri; boyut, hücre kimyası ve çalışma parametreleri açısından farklılık gösterebilir ve teknolojilerine bağlı olarak kısmen farklı gereksinimleri olabilir. Spesifik teknik tasarımdan bağımsız olarak, kimyasal reaksiyondan sorumlu olan yığın her zaman sistemin merkezinde yer alır. Diğer bileşenlerin yanı sıra yakıt hücresinin veya elektrolizörün elektrokimyasal kalbi olan membran elektrot komplesi (MEA) dâhil olmak üzere çeşitli bileşenlerden oluşur.

Buna karşılık, iki kutuplu plakalar, yığının merkezî bir unsurudur. Bunlar, bağımsız hücreler arasında bağlantı elemanı görevi görür ve gazların ve sıvıların elektrotlar arasında taşınmasını sağlar. Gaz dağıtımı ve bacanın soğutulmasına ek olarak, yığının dışarıya karşı sızdırmazlığından da sorumludurlar. İki kutuplu plakaların güvenilir şekilde sızdırmaz hâle getirilmesi, yakıt hücresi veya elektrolizör sistemlerinin tasarımındaki en büyük zorluklardan birini oluşturur. Yetersiz sızdırmazlık, sistem performansını olumsuz yönde etkileyebilecek veya güvenlik sorunlarına yol açabilecek gaz sızıntılarına veya elektrolit kaybına neden olabilir. Kullanılan sızdırmazlık elemanları, tüm sistemin verimliliği ve güvenliği için çok önemlidir. Yakıt hücrelerinin ve elektrolizörlerin optimum performansı için hem dışarıya karşı güvenilir bir sızdırmazlık elemanı hem de sistem içindeki proses gazlarının etkili şekilde ayrılması çok önemlidir.

İki Kutuplu Plakalar İçin Sızdırmazlık Çözümleri

Yakıt hücrelerindeki veya elektrolizörlerdeki çalışma koşulları, sızdırmazlık elemanları için büyük zorluklar yaratır. Sistemin işlevsel ilkesine bağlı olarak bunlar; yüksek basınçlara, yüksek sıcaklıklara ve/veya aşındırıcı maddelere dayanabilmeli ve kontrolsüz bir şekilde atıkların, ürünlerin veya elektrolitlerin dışarı çıkmamasını sağlamalıdır. Bu, yakıt hücresinin veya elektrolizör sisteminin kullanım ömrü ve güvenliğiyle ilgili katı şartların karşılandığına emin olmak için bir ön koşuldur.

Uygun malzemelerin yanı sıra uygun maliyetli ve güvenilir seri üretime olanak tanıyan basit, güvenilir şekilde çalışan ve kurulumu kolay bir keçe tasarımı gerektirir. Parker Prädifa, bu amaç için çok çeşitli boyut ve şekillerde çeşitli sızdırmazlık çözümleri sunan kapsamlı bir portföy geliştirmiştir. Söz konusu portföy, elastomer çerçeve keçelerinden taşıyıcı çerçevelere veya doğrudan iki kutuplu plakaya veya yığının diğer bileşenlerine (ör. montaj çerçeveleri, gaz dağıtım yapıları veya membranlar) bağlanan sızdırmazlık elemanlı kompozit çözümlere kadar çeşitlilik gösterir. Zorlu uygulama koşulları ve özellikle uzun kullanım ömrü gereksinimleri için PTFE sızdırmazlık çözümleri de mevcuttur. Aşağıdaki genel bakışta çeşitli çözümlerin kullanım alanları ve faydalı özellikleri kısaca özetlenmektedir:

Kauçuk Çerçeve Keçeleri

uygun maliyetli bir çözüm sağlar. Bunlar, klasik olarak bir kalıpta veya sürekli ekstrüzyon teknolojisi kullanılarak hemen hemen istenen her boyutta ve şekilde üretilebilir. 250 °C'ye kadar olan sıcaklıklar için uygundur. Doğru kompresyon ayarı. Yakıt hücreleri (ör. PAFC, AFC, PEM) ve elektrolizörler (ör. AE, PEME) için uygundur.

Enjeksiyonlu Kompozit Keçeler

doğrudan iki kutuplu bir plakaya ya da metal veya plastik bir taşıyıcı çerçeveye uygulanabilir. Bu, montaj hatalarını, süreleri ve maliyetleri önemli ölçüde azaltır ve montaj sürecini kolaylaştırır. Bazı durumlarda keçe kanallarına ihtiyaç duyulması ortadan kaldırılabilir. Elektrolizör uygulamaları (segment üretimi) için büyük boyutlarda keçeler mevcuttur.

PTFE Keçeler

aşındırıcı kimyasallarla çalışan sabit yakıt hücreleri ve elektrolizörler gibi yüksek kimyasal direnç gerektiren uygulamalar için özellikle uygundur. Bunlar; yüksek ortam direnci, uzun ömür, iyi elektriksel izolasyon özellikleri ve yük altında yüksek boyutsal kararlılık ile karakterize edilir. Bu PTFE keçe türleri, gelişmiş geçirgenlik özelliğine sahip özel malzemeler olarak ve 4,5 metreye kadar olan XXL boyutlarında mevcuttur.

İki kutuplu plakalara yönelik sızdırmazlık çözümlerimiz hakkında ek bilgilere şuradan ulaşılabilir:

• www.parker.com/praedifa-hydrogen
• www.parker.com/content/dam/Parker-com/Literature/Praedifa/Brochures/Sealing-Solutions-for-Bipolar-Plates_PTD3040_EN.pdf