Fallstudie
Für die zuverlässige, effiziente und sichere Funktion eines Elektrolyseurs bzw. einer Brennstoffzelle ist sowohl die sichere Abdichtung des gesamten Stacks nach außen als auch die zuverlässige Trennung der verschiedenen Prozessgase innerhalb des Stacks entscheidend. Abhängig vom Design sowie dem Anforderungs- und Funktionsprofil des Elektrolyseurs oder Brennstoffzellensystems gibt es hierfür unterschiedlichste Dichtungsmöglichkeiten.
In den letzten Jahren ist der Verkehrssektor aufgrund seiner beträchtlichen Kohlendioxidemissionen stark in den Fokus der Dekarbonisierungsbemühungen gerückt. Für nahezu alle Bereiche gilt Wasserstoff als Hoffnungsträger, ganz besonders in jenen, die aufgrund ihrer technischen Gegebenheiten nur schwer mit batterielektrischen Lösungen abgedeckt werden können. Parker Prädifa verfügt über ein Komplettangebot passender Dichtungslösungen für die wasserstoffbetriebene Mobilität.
Mobilität ist für die moderne Welt unverzichtbar und gehört zu den langfristig wachsenden Bereichen. Daher konzentrieren sich die Bemühungen nahezu aller Regierungen und übergeordneten Organisationen stark darauf, die Kohlendioxidemissionen des Verkehrssektors zu verringern. Dabei soll Wasserstoff eine tragende Rolle spielen, insbesondere dort, wo batterieelektrische Lösungen technisch nicht die erste Wahl darstellen.
Wasserstoff-Brennstoffzellen gelten als beste Lösung, insbesondere für große und schwere auf Straßen und Schienen bewegte Fahrzeuge. Dort kann die relativ komplexe Technologie unter kontrollierten, gleichmäßigen und sauberen Bedingungen betrieben werden und ihre Effizienz ausspielen. Beispiele hierfür sind LKW, Busse und Züge.
Für Anwendungen in unwegsamen Geländen, rauen und schmutzigen Umgebungen wie z.B. bei Baumaschinen oder Off-Road-Fahrzeugen wird auch die direkte Verbrennung von Wasserstoff in Motoren verfolgt. Ob chemisch hochbeständige und reine Dichtungen für Brennstoffzellen oder hitze- und druckresistente Bauteile für die Wasserstoffverbrennung – Parker Prädifa bietet das komplette Spektrum passender Dichtungslösungen.
Wasserstoff kann auch im eigenen Zuhause einen Beitrag zu einer nachhaltigeren Zukunft leisten. Als Heizsystem erreichen Brennstoffzellensysteme die höchsten Wirkungsgrade. Wasserstoff kann jedoch auch mit Erdgas gemischt in einer klassischen Gasheizung verbrannt werden. Der Einsatz hochwertiger Dichtsysteme von Parker Prädifa sowie Know-how und Beratung helfen bei der Qualifizierung der Anlagen.
Wasserstoff kann schon heute zum Heizen genutzt werden, zum Beispiel als Erdgasersatz in Gas-Heizungssystemen. In reiner Form oder als Beimischung zu Erdgas oder Biogas kann Wasserstoff in Gas-Brennwertheizungen ohne bzw. mit kleineren Anpassungen als Brenngas genutzt werden, sofern die Komponenten des Heizsystems, und damit auch die Dichtungen, für diesen Einsatzfall geprüft und freigegeben sind.
Brennstoffzellen-Heizungen arbeiten mit dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Hierbei wird die Brennstoffzelle nicht nur zu Gewinnung von elektrischer Energie genutzt, sondern auch die bei der Stromerzeugung anfallende Wärme kann zum Heizen von Wasser oder Gebäuden verwendet werden.
Dichtungslösungen von Parker Prädifa finden sich zwischen den Bipolarplatten von Brennstoffzellen, in Verschraubungen von Rohrleitungen, Ventilen, Kompressoren und nahezu allen anderen benötigten Bauteilen. Hervorzuhebende Merkmale dieser Dichtungen sind der große Temperatureinsatzbereich, Permeationsbeständigkeit, mechanische Robustheit und Skalierbarkeit auf hohe Stückzahlen in der Serienproduktion.
Der Einsatz hochwertiger Dichtsysteme von Parker Prädifa sowie Know-how und Beratung helfen bei der Qualifizierung der Anlagen.
Wasserstoff wird bereits heute in großem Maßstab in der Chemieindustrie, zum Beispiel für die Düngemittelproduktion eingesetzt. Zukünftig werden weitere Anwendungen in besonders energieintensiven Industriebereichen, zum Beispiel als Lieferant der notwendigen Prozesswärme in der Stahl- und Zementproduktion, dazukommen. Parker Prädifa unterstützt mit leistungsfähigen Dichtungen und Materialien sowie mit Kompetenz und Anwendungserfahrung in allen Industriebereichen.
Wasserstoff wird bereits heute in großem Maßstab in der Chemieindustrie, zum Beispiel für die Düngemittelproduktion eingesetzt. Künftig werden noch weitere Anwendungsgebiete wie z.B. die Herstellung synthetischer Treibstoffe hinzukommen, die große Mengen an Wasserstoff benötigen. Des Weiteren wird Wasserstoff künftig nicht nur als Rohstoff in der Chemieindustrie benötigt, sondern auch als Lieferant von Wärme- bzw. Prozessenergie in energieintensiven Industrieanwendungen. Beispiele hierfür sind die Zement- oder Stahlindustrie, wo aktuell noch große Mengen an Erdgas und anderen fossilen Brennstoffe eingesetzt werden.
Sowohl neue als auch bestehende Industrieanlagen werden für die mögliche Verwendung von Wasserstoff geplant bzw. geprüft und ggf. umgerüstet. Leitungen, Armaturen und andere angeschlossene Anlagenkomponenten und die darin enthaltenen Dichtungen müssen auf die Verträglichkeit mit Wasserstoff hin geprüft werden. Die zum Teil extremen Temperaturen und Drücke sind hierbei zu berücksichtigen und erfordern geeignete Dichtungslösungen wie z. B. metallische Dichtungen, die den hohen Verbrennungstemperaturen und Prozessdrücken widerstehen können. In Verschraubungen von Rohrleitungen, Ventilen, Kompressoren und nahezu allen anderen benötigten Anlagenkomponenten werden hohe Anforderungen an die Dichtungslösungen gestellt. Aufgrund der Vielzahl von Dichtstellen ist deren sorgfältige Auslegung und die Verwendung hochwertiger Dichtungsmaterialien von entscheidender Bedeutung. Parker Prädifa unterstützt mit langjähriger Erfahrung in der Prozessanlagentechnik bei der Auswahl geeigneter Dichtungslösungen.
Wasserstoff lässt sich auch zur dezentralen Energieerzeugung – zum Beispiel in Form von Notstromaggregaten – und zentralen Erzeugung von Strom und Wärme in Kraftwerken bzw. Blockheizkraftwerken nutzen. Parker Prädifa bietet in beiden Bereichen entsprechende Dichtungslösungen und -werkstoffe an.
Wie herkömmliche, zumeist mit fossilen Brennstoffen wie Diesel betriebene Notstromaggregate dienen Aggregate auf Basis der Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technik der vorübergehenden Stromversorgung vor Ort in Notfällen, zum Beispiel bei Katastrophen oder bei Ausfall der regulären Stromversorgung in Krankenhäusern und anderen kritischen Einrichtungen. Aber auch der beigemischte oder sogar ausschließliche Einsatz von Wasserstoff in Kraftwerksturbinen gewinnt zunehmend an Bedeutung.
Für Komponenten sowohl in mobilen als auch stationären Anlagen zur Energieerzeugung bietet Parker Prädifa ein breitgefächertes Portfolio an Dichtungssystemen und -werkstoffen an, das auf die jeweiligen Anforderungen genau zugeschnitten ist.
Interaktiv:
Parkers Wasserstoff-Wertschöpfungskette interaktiv
Fallstudie:
Warp Seals: Abdichtung von Nebenaggregaten und Komponenten eines Brennstoffzellensystems
Broschüre:
Dichtungslösungen für Bipolarplatten für Elektrolyseure und Brennstoffzellen
Blog:
Gasleckagen vermeiden durch effektive Dichtsysteme
Anforderungen an Dichtungslösungen für Wasserstoffanwendungen