Dichtungslösungen für die H2 Produktion

Eine Option, um grünen Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen herzustellen, sind Elektrolyseure die mithilfe elektrischen Stroms, Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufspalten. Für eine effiziente Wasserstoffgewinnung werden möglichst große Elektrolyseanlagen benötigt, die neben den Anforderungen an Temperatur-, Medien, Druck- und Langzeitbeständigkeit, schon aufgrund der Größe der Elektrolysesysteme, besondere Anforderungen an die Dichtungssysteme stellen.

Die Elektrolyse ist ein bereits seit langem bekanntes und in der Industrie verwendetes Verfahren. Bei der Elektrolyse wird Wasser mit Hilfe von Elektrolyseuren in Sauerstoff und Wasserstoff getrennt.

Gängige Elektrolyse-Systeme sind z.B. alkalische Elektrolyseure, PEM-Elektrolyseure und Festoxid- Elektrolyseure die jeweils unterschiedliche Anforderungen an die Dichtungslösungen stellen. Alkalische Elektrolyseure stellen z.B. hohe Anforderungen an die chemische Beständigkeit und Lebensdauer. PEM-Elektrolyseure sind in Bezug auf die chemische Beständigkeit weniger anspruchsvoll, aber auch diese Systeme benötigen zuverlässige und permeationsarme Dichtungslösungen, um die hohen Anforderungen an Lebensdauer und Sicherheit erfüllen zu können. Bei den Festoxid-Elektrolyseuren, die aufgrund der hohen Betriebstemperaturen den Einsatz von polymeren Dichtungen wie z.B. Gummidichtungen deutlich einschränken bzw. unmöglich machen, werden andere Dichtungslösungen wie z.B. metallische Dichtungssysteme benötigt.

Neben den Anforderungen, die aus den verschiedenen Betriebsbedingungen der Elektrolysesysteme resultieren, müssen Dichtungen, insbesondere Dichtungen für die Bipolar-Platten oder ähnliche stacknahe Dichtungen, ein einfaches, funktionssicheres und leicht zu montierendes Design aufweisen, um eine kostengünstige Serienproduktion der Elektrolyse-Systeme zu ermöglichen.

Die Dampfreformierung ist heute das gängigste Verfahrung zur Produktion von Wasserstoff. Parker Prädifa bietet eine umfangreiche Palette an Dichtungslösungen für unterschiedlichste Anwendungen im Bereich der Dampfreformierung.

Dampfrefomierung ist ein großindustrielles Verfahren mit welchem vorwiegend „grauer“ Wasserstoff meist aus Erdgas oder anderen kohlenwasserstoffhaltigen Verbindungen produziert wird. Dichtungslösungen von Parker Prädifa finden sich an vielen Stellen von Dampfreformierungsanlagen, sowohl im Reformer selbst als auch in angrenzenden Systemen wie Leitungsverbindungen, Ventilen, Pumpen oder Speichern. Hier werden Hochleistungsdichtungen aus speziellem FFKM-Material eingesetzt, die Wasserstoff bei bis zu 240 °C abdichten. An anderen Stellen mit geringeren Temperaturanforderungen werden wirtschaftlichere EPDM- oder FKM-O-Ringe verbaut. Mit Dichtungen aus Butyl-Materialien hingegen kann die Wasserstoffleckage durch besonders hohe Permeationsbeständigkeit auf ein Minimum reduziert werden, was beispielsweise in Speichern von entscheidender Bedeutung sein kann. 

Wasserstoff lässt sich auch durch unterschiedliche biochemische Verfahren gewinnen. Es handelt sich hierbei vor allem um neuartige Verfahren, bei denen neben chemischer Beständigkeit höchste Reinheit erforderlich ist. 

Biochemische Verfahren nutzen unter anderem Algen oder Bakterien zur Produktion von „Biowasserstoff.“ Grünalgen zum Beispiel sind in der Lage, Wasser durch ein spezielles Enzym (Hydrogenase) in Sauerstoff und Wasserstoff aufzuspalten.

Die Herstellung von Wasserstoff mithilfe  lebender Organismen findet in sogenannten Bioreaktoren statt, die spezielle Anforderungen an das Dichtungssystem stellen. Zum einen sind dies hohe Anforderungen an die Reinheit der Dichtungen, um  die lebenden Bioroganismen im Reaktor nicht aufgrund von Verunreinigungen zu gefährden. Zum anderen muss das Dichtungssystem neben der chemischen Beständigkeit gegenüber den Nährlösungen, in denen die Algen den Wasserstoff produzieren, auch eine leichte und zuverlässige Reinigung des Gesamtsystems erlauben. Dies dient dem weitgehenden Ausschluss einer möglichen Kontaminationsgefahr durch Verschmutzungs-rückstände z.B. in Hinterschnitten des Dichtungssystems, in denen es zu dauerhaften Schmutz-ablagerungen kommen kann.

Auf Basis jahrzehntelanger Erfahrungen in der Lebensmittel- und der Pharmaindustrie bietet Parker Prädifa Dichtungslösungen mit hygienischen und hinterschnittfreien Designs und speziell für den Lebensmittel- oder Pharmaziebereich entwickelten Werkstoffen, die sich durch eine hohe Reinheit auszeichnen. Die zuverlässigen Dichtungslösungen entsprechen einschlägigen Normen und Freigaben  und stellen bei Bedarf höchste Reinheit für kontaminationsfreie Medien sicher.