Việc ứng dụng vật liệu PEEK trong thiết bị năng lượng hydro chủ yếu dựa trên khả năng chống ăn mòn hóa học vượt trội, khả năng chịu nhiệt độ và áp suất cao, độ ổn định kích thước, độ rão thấp, khả năng cách điện và làm kín tuyệt vời. Nó đã trở thành một lựa chọn thay thế quan trọng cho kim loại và các vật liệu làm kín truyền thống (như PTFE), chủ yếu được sử dụng trong các bộ phận cốt lõi của máy điện phân nước kiềm (ALK) và máy điện phân màng trao đổi proton (PEM).
1. Gioăng làm kín bằng phương pháp điện phân nước kiềm (ALK)
Đây là một trong những ứng dụng cốt lõi của PEEK trong lĩnh vực năng lượng hydro. Gioăng làm kín là thành phần quan trọng của các thiết bị điện phân, chịu trách nhiệm duy trì độ kín và cách điện của các tế bào trong môi trường nhiệt độ cao, áp suất cao và kiềm mạnh (ví dụ: dung dịch KOH). Các vật liệu truyền thống (như PTFE gia cường) gặp phải các vấn đề như biến dạng dẻo ở nhiệt độ thấp, độ rão cao và dễ bị hỏng dưới áp suất cao kéo dài. Gioăng làm kín PEEK mang lại:
· Khả năng chống ăn mòn hóa học tuyệt vời: Có khả năng chịu được sự tiếp xúc lâu dài với các chất điện giải kiềm mạnh có tính ăn mòn.
· Độ đàn hồi tốt và tỷ lệ nén phù hợp: Đảm bảo khả năng làm kín hiệu quả dưới áp lực siết bu lông và có thể thích ứng với một số biến động về áp suất và nhiệt độ.
· Tốc độ biến dạng dão và giãn nở ứng suất thấp: Duy trì lực làm kín trong môi trường áp suất cao kéo dài (ví dụ: 175 MPa như đã đề cập trong tài liệu), ngăn ngừa rò rỉ.
· Khả năng hấp thụ độ ẩm và chống thủy phân thấp: Tỷ lệ hấp thụ nước thấp (khoảng 0,4%), hiệu suất ổn định trong môi trường hơi nước nhiệt độ cao, với sự thay đổi kích thước tối thiểu.
· Đặc tính cách nhiệt tốt: Ngăn ngừa hiện tượng đoản mạch bên trong thiết bị điện phân.
2. Khung điện cực bằng nhựa kỹ thuật
Khung điện cực PEEK được sản xuất bằng phương pháp ép phun được sử dụng để thay thế các khung kim loại truyền thống (ví dụ: titan), giải quyết các vấn đề như chi phí gia công cao, trọng lượng nặng và khả năng chống ăn mòn điện hóa tương đối kém của khung kim loại. Ưu điểm của chúng bao gồm:
· Giảm trọng lượng: Trọng lượng có thể giảm khoảng 70% so với khung kim loại, góp phần giảm trọng lượng tổng thể của máy điện phân.
· Khả năng chống ăn mòn điện hóa tuyệt vời: Bền hơn trong môi trường điện phân.
· Khả năng cách nhiệt và độ ổn định nhiệt tốt: Đáp ứng các yêu cầu về cách điện và nhiệt độ hoạt động của thiết bị điện phân.
· Dễ gia công và khả năng tạo hình phức tạp: Ép phun thích hợp cho sản xuất hàng loạt các cấu trúc khung phức tạp, giúp nâng cao hiệu quả sản xuất.
3. Các thành phần tiềm năng và liên quan khác
· Các thành phần của máy điện phân PEM: PEEK cũng thích hợp cho khung điện cực của máy điện phân PEM (thông số kỹ thuật như Φ178*2.3mm).
· Các thành phần của hệ thống pin nhiên liệu hydro: Bao gồm các bộ lọc catốt, bộ khử ion, tấm cuối cụm pin nhiên liệu, lớp lót bể chứa hydro hoặc gioăng van. Khả năng chống giòn hydro, ăn mòn và trọng lượng nhẹ của PEEK mang lại tiềm năng ứng dụng trong các lĩnh vực này.
· Hệ thống lưu trữ, vận chuyển và tiếp nhiên liệu hydro áp suất cao: Có thể được sử dụng trong van, gioăng, khớp nối đường ống, v.v., để chịu được môi trường hydro áp suất cao.
Bản tóm tắt: Bằng cách giải quyết các vấn đề về độ tin cậy lâu dài của gioăng làm kín và nhu cầu giảm trọng lượng cũng như khả năng chống ăn mòn của khung điện cực trong các thiết bị điện phân kiềm, vật liệu PEEK đang trở thành vật liệu chủ chốt cho việc nâng cấp và cải tiến thiết bị năng lượng hydro, đặc biệt là trong quá trình điện phân nước để sản xuất hydro, góp phần cải thiện hiệu quả, tuổi thọ và độ an toàn của hệ thống.
Công ty TNHH Phát triển Công nghệ Đại Liên LuyangĐây là một doanh nghiệp công nghệ cao cấp quốc gia, chuyên về cải tiến và phát triển sản phẩm từ các loại nhựa kỹ thuật đặc biệt như PEEK và PI. Trong lĩnh vực năng lượng hydro, công ty đã phát triển thành công gioăng làm kín PEEK và khung điện cực bằng nhựa kỹ thuật cho sản xuất hydro bằng phương pháp điện phân nước kiềm, đồng thời cung cấp các sản phẩm liên quan, chuyên cung cấp các giải pháp vật liệu hiệu suất cao cho thiết bị năng lượng hydro.
