Fallstudie
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Erfahren Sie mehr über die Anforderungen von Wasserstoffanwendungen an die Dichtungssysteme und die Lösungen, die wir anbieten, um diese zu erfüllen.
Wasserstoff gilt als Energieträger der Zukunft und damit als eines der Schlüsselelemente der Energiewende. Dank seiner Eigenschaften könnte Wasserstoff zu einer Universallösung als Ersatz für fossile Brennstoffe werden: So kann Wasserstoff zum Beispiel Energie beliebig lange speichern, transportiert und vielfältig als Energieträger genutzt werden. Dabei reicht die Bandbreite bereits bestehender und künftiger Einsatzgebiete von Antriebssystemen im Mobilitätssektor über die Nutzung in vielfältigen Industrieanwendungen bis hin zur Gebäudetechnik im öffentlichen und privaten Bereich.
Die für die Energiewende erforderliche umweltfreundliche Wasserstoffinfrastruktur stellt neue technische Herausforderungen bei der Entwicklung von Systemen zur Erzeugung, Speicherung, Transport und Verwendung von Wasserstoff. Das gilt auch für die entsprechenden Dichtsysteme und Dichtungswerkstoffe.
Sowohl für bestehende Anwendungen als auch für die Entwicklung neuer Verfahren sind bereits Dichtungslösungen aus erprobten Dichtungswerkstoffen im Angebot. Zudem erlaubt die anwendungstechnische Beratung in einem frühen Projektstadium die zuverlässige und wirtschaftliche Konstruktion von Dichtsystemen, bei denen auch die Skalierung in Serienanwendungen und hohe Stückzahlen mitgedacht wird. Ein ebenfalls wichtiger Punkt ist die Dichtungsmontage, die manuell oder vollautomatisch erfolgen kann. Auch kann die Dichtung unter Umständen direkt in ein Bauteil integriert werden, was den Montageprozess beim Kunden weiter minimiert.
Hohe thermische Anforderungen, extreme Drücke und chemische Beständigkeit sind die zentralen Herausforderungen für zuverlässige Dichtungssysteme in Wasserstoffgewinnungsanlagen. Neben geeigneten Materialien bietet Parker Prädifa spezielle Dichtungsdesigns – auch in sehr großen Abmessungen – die diesen extremen Bedingungen gewachsen sind.
Wasserstoff kann nicht direkt gefördert, sondern muss mithilfe thermischer, elektrochemischer oder biochemischer Prozesse aus wasserstoffhaltigen Verbindungen wie z.B. Wasser gewonnen werden.
Die zum Teil hohen Temperaturen und Drücke bei der Dampfreformierung oder der Methan-Pyrolyse erfordern spezielle Materialien und Dichtungsdesigns, die diesen extremen Bedingungen zuverlässig standhalten.
Bei der Abdichtung von Elektrolyse- oder biochemischen Systemen muss darauf geachtet werden, dass weder Bestandteile des Dichtungssystems noch evtl. darauf befindliche Produktionsrückstände/Verschmutzungen die empfindlichen elektrochemischen Zellen oder Bakterien vergiften. Auch Fremdpartikel dürfen keine unerwünschten Ablagerungen auf Oberflächen oder Verstopfungen in feinen Versorgungs- und/oder Diffusionskanälen verursachen. Aus diesem Grund empfehlen wir unsere Dichtungslösungen mit hoher Reinheit und Sauberkeit.
Wasserstoff ist ein sehr diffusionsfreudiges und flüchtiges Element und wird in der Regel unter großem Druck, bei Kälte oder in speziellen Trägermedien gespeichert. Parker Prädifa setzt bei Wasserstoffsystemen auf ein intelligentes Dichtungsdesign, gepaart mit permeationsarmen, mechanisch robusten Tieftemperaturwerkstoffen.
Die Lagerung bzw. Speicherung von Wasserstoff ist die umkehrbare Aufbewahrung von Wasserstoff mit dem Ziel, dessen chemische und physikalische Eigenschaften für eine weitere Verwendung zu erhalten. Dabei kann Wasserstoff auf verschiedene Arten gespeichert werden:
Dabei gilt es, verschiedene Herausforderungen zu meistern. So ist beispielsweise der Einsatz von permeationsarmen, mechanisch robusten Tieftemperatur-Dichtungswerkstoffen für eine effiziente und sichere Speicherung unabdingbar.
Vor allem bei der Befüllung der Tanksysteme werden Dichtungen mit großen Druckgradienten beaufschlagt. In Kombination mit der bereits angesprochenen Diffusionsneigung von Wasserstoff werden Dichtungsschäden durch explosive Dekompression begünstigt. Daneben müssen die Dichtungswerkstoffe mechanisch widerstandsfähig sein und auch bei extrem niedrigen Temperaturen zuverlässig abdichten.
Trägermedien wie Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC) stellen zusätzlich hohe Anforderungen an die chemische Beständigkeit und erfordern somit die Auswahl entsprechend geeigneter Dichtungswerkstoffe.
Ähnlich wie die Lagerung erfolgt auch der Transport von Wasserstoff in geeigneten Speichersystemen unter großem Druck, im tiefkalten Zustand oder gebunden in einem Trägermedium. Zusätzlich müssen die Dichtungslösungen für Transporte eine erhöhte mechanische Festigkeit gegen Vibrationen oder mögliche Beschädigungen/Verformungen bei eventuellen Unfällen aufweisen. Intelligente Dichtungslösungen mit speziellen Designs in Kombination mit permeationsarmen, mechanisch robusten Tieftemperaturwerkstoffen von Parker Prädifa sind hier die richtige Wahl.
Der effiziente und sichere Transport von Wasserstoff stellt hohe Anforderungen an die Dichtheit der Transportsysteme.
Zum einen müssen unnötig hohe Verluste während des Transports vermieden werden. Zum anderen muss die Widerstandsfähigkeit der Transportsysteme gegen höhere mechanische Belastungen, die z.B. aufgrund von Vibrationen oder bei Unfällen auftreten können, sichergestellt sein. Für die Dichtungssysteme bedeutet dies unter anderem Druckbeständigkeit, geringe Permeation/Leckage und gleichzeitig sichere Funktion auch bei tiefkalten Bedingungen. Darüber hinaus müssen Dichtungssysteme auch Vibrationen oder mechanische Verformungen kompensieren können.
Neben Standardprodukten bietet Parker Prädifa zur Erfüllung der hohen Anforderungen an Dichtungssysteme im Transportbereich die Entwicklung spezieller Dichtungslösungen an.
Bei der Betankung von Fahrzeugen und anderen Verbrauchern oder bei der Befüllung dezentraler, stationärer Tanks werden Dichtungen mit großen Druckgradienten beaufschlagt. In Kombination mit der hohen Diffusionsneigung von Wasserstoff besteht die Gefahr von Dichtungsschäden durch explosive Dekompression.
Die eingesetzten Dichtungen müssen mechanisch widerstandsfähig sein und auch bei niedrigen Temperaturen zuverlässig abdichten. Parker Prädifa setzt bei Wasserstoffsystemen auf ein spezielles, intelligentes Dichtungsdesign, gepaart mit permeationsarmen, mechanisch robusten Tieftemperaturwerkstoffen.
Wasserstoff gilt aufgrund seiner Eigenschaften als eine mögliche „Universallösung“ für die zukünftige Ablösung fossiler Brenn- und Treibstoffe im Straßen- und Schienenverkehr, in der Luft- und Seefahrt, in der Industrie oder im häuslichen Bereich. Die große Bandbreite an Einsatzmöglichkeiten erfordert eine ebenso große Vielfalt an die jeweiligen Einsatzbereiche angepasster Dichtungslösungen. Parker Prädifa bietet über das gesamte Anwendungsspektrum geeignete Dichtungslösungen an.
Im Verkehrssektor, im häuslichen Bereich, in der Industrie oder zur Energieerzeugung: Wasserstoff kann in vielen Bereichen auf unterschiedliche Art und Weise genutzt werden. In Brennstoffzellen für den Antrieb von Fahrzeugen oder für elektrische Energie und Wärme in den eigenen vier Wänden. Als Prozessgas und Zwischenprodukt in der chemischen Industrie z.B. zur Herstellung von synthetischen Treibstoffen oder Düngemitteln. Als Brennstoff für Gas-Heizsysteme in Wohngebäuden, zur Befeuerung von Hochöfen bis hin zur Verstromung in Graskraftwerken ist Wasserstoff nutzbar. So vielfältig die Einsatzbereiche von Wasserstoff, so vielfältig sind auch die Anforderungen an geeignete Dichtungssysteme. Parker Prädifa unterstützt mit einer großen Auswahl an optimalen Dichtungslösungen für alle Bereiche von Wasserstoffanwendungen.
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