La aplicación de materiales PEEK en equipos de energía de hidrógeno se basa principalmente en su excepcional resistencia a la corrosión química, resistencia a altas temperaturas y presiones, estabilidad dimensional, baja fluencia, excelente aislamiento y propiedades de sellado. Se ha convertido en una alternativa clave a los metales y materiales de sellado tradicionales (como el PTFE), y se utiliza principalmente en componentes centrales de electrolizadores de electrólisis de agua alcalina (ALK) y de membrana de intercambio de protones (PEM).
1. Juntas de sellado para electrólisis de agua alcalina (ALK)
Esta es una de las principales aplicaciones del PEEK en el campo de la energía del hidrógeno. Las juntas de sellado son componentes esenciales de los electrolizadores, responsables de mantener el sellado y el aislamiento de las celdas en entornos de alta temperatura, alta presión y alcalinos fuertes (p. ej., solución de KOH). Los materiales tradicionales (como el PTFE reforzado) presentan problemas como fluencia en frío, alta fluencia y susceptibilidad a fallos bajo alta presión prolongada. Las juntas de sellado de PEEK ofrecen:
· Excelente resistencia a la corrosión química: Puede soportar la exposición a largo plazo a electrolitos alcalinos fuertes corrosivos.
· Buena resiliencia y relación de compresión adecuada: Garantiza un sellado eficaz bajo presión de apriete de pernos y puede adaptarse a ciertas fluctuaciones de presión y temperatura.
· Baja tasa de fluencia y relajación de la tensión: Mantiene la fuerza de sellado en entornos de alta presión a largo plazo (por ejemplo, 175 MPa como se menciona en los documentos), evitando fugas.
· Baja absorción de humedad y resistencia a la hidrólisis: Baja tasa de absorción de agua (aprox. 0,4%), rendimiento estable en entornos de vapor de alta temperatura, con un cambio dimensional mínimo.
· Buenas propiedades de aislamiento: Evita cortocircuitos internos en el electrolizador.
2. Marcos de electrodos de plástico de ingeniería
Las estructuras de electrodos de PEEK fabricadas mediante moldeo por inyección se utilizan para reemplazar las estructuras metálicas tradicionales (p. ej., titanio), solucionando problemas como los altos costos de mecanizado, el peso elevado y la relativamente baja resistencia a la corrosión electroquímica de las estructuras metálicas. Entre sus ventajas se incluyen:
· Aligeramiento: El peso se puede reducir aproximadamente en un 70% en comparación con los marcos de metal, lo que contribuye a la reducción general del peso del electrolizador.
· Excelente resistencia a la corrosión electroquímica: Más duradero en entornos de electrólisis.
· Buen aislamiento y estabilidad térmica: Cumple con los requisitos de aislamiento eléctrico y temperatura de funcionamiento de los electrolizadores.
· Facilidad de procesamiento y conformabilidad compleja: El moldeo por inyección es adecuado para la producción en masa de estructuras de marcos complejas, mejorando la eficiencia de producción.
3. Otros componentes potenciales y relacionados
· Componentes del electrolizador PEM: PEEK también es adecuado para marcos de electrodos de electrolizadores PEM (especificaciones como Φ178*2,3 mm).
· Componentes del sistema de pila de combustible de hidrógeno: Incluyendo filtros catódicos, desionizadores, placas terminales de pilas de combustible, revestimientos de tanques de almacenamiento de hidrógeno o sellos de válvulas. La resistencia del PEEK a la fragilización por hidrógeno, la corrosión y su ligereza ofrecen potencial de aplicación en este ámbito.
· Sistemas de almacenamiento, transporte y reabastecimiento de hidrógeno a alta presión: Se puede utilizar en válvulas, sellos, conectores de tuberías, etc., para soportar entornos de hidrógeno de alta presión.
Resumen: Al abordar los problemas de confiabilidad a largo plazo de las juntas de sellado y las necesidades de aligeramiento y resistencia a la corrosión de los marcos de electrodos en electrolizadores alcalinos, los materiales PEEK se están convirtiendo en materiales clave para la actualización e iteración de equipos de energía de hidrógeno, particularmente en la electrólisis del agua para la producción de hidrógeno, lo que contribuye a mejorar la eficiencia, la vida útil y la seguridad del sistema.
Compañía de desarrollo tecnológico Dalian Luyang, Ltd.Es una empresa nacional de alta tecnología especializada en la modificación y el desarrollo de plásticos de ingeniería especiales como PEEK y PI. En el campo de la energía de hidrógeno, la empresa ha desarrollado con éxito juntas de sellado de PEEK y marcos de electrodos de plástico de ingeniería para la producción de hidrógeno mediante electrólisis de agua alcalina, y ofrece productos relacionados, con el objetivo de ofrecer soluciones de materiales de alto rendimiento para equipos de energía de hidrógeno.
