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提高燃料电池从油箱到车轮效率和可靠性的材料解决方案

先进的技术正在改变人们的通勤方式——汽车 行业在连接性和电气化方面正在发生根本性的变化。分析师预测,到 2025 年,电动汽车将占新车销量的 35% 的总共享。大多数情况下,当我们想到电动汽车时,我们会想到它们由锂离子电池供电,但如果这是最环保的解决方案吗?也许不是。作为替代方案,汽车可以由燃料电池技术提供动力。

与纯电动汽车相比,燃料电池汽车的技术优势包括:

  • 加油/充电时间短得多(与汽油加油相当)
  • 更长的行驶距离,无需额外装载重型电池
  • 基于绿色氢源,零排放和更少的环境冲击,重量更轻,特别是结合长续航里程

因此,几乎全部主要原始设备制造商已经在投资或计划投资燃料电池汽车的商业化,由于重量和续航里程增加的关联更高,首先瞄准了公共汽车和货车。在各种燃料电池技术中,特别是质子交换膜燃料电池(PEMFC)是首选,因为它具有足够低的工作温度(80至100°C),启动时间短,约为一秒钟,并且能够以纯氢气和环境空气作为氧化剂运行。这种车辆配备了燃料电池堆作为电化学装置,将氢气和氧气转化为水、热和电。

车辆的心脏

作为车辆核心的燃料堆由数百个单独的电池和由塑料或金属制成的各种部件组成;每个单独的电池都由双极板的夹层结构、气体耗散层以及最重要的是带有铂催化剂层的质子交换膜组成(见下图 1)。

催化剂氧化氢分子,使其选择性地将氢离子从阳极传递到阴极,并迫使电子以电流的形式通过外部设备传播到阴极。鉴于电池中化学反应的性质,必须尽量减少从用于制造燃料电池堆必要组件的材料中浸出的离子,并理想地防止。

从燃料电池堆中使用的组件中浸出的杂质和离子会毒害催化剂并堵塞膜,这将大大降低燃料电池堆的效率并影响其寿命。在PEMFC应用中,对Pt最关键的是硫和一氧化碳。

同时,PEMFC在恶劣的条件下工作,温度范围为80至 120°C,湿度几乎为100%,PH值为3至5。为了确保燃料电池系统的效率和可靠的寿命性能,绝对需要一种具有最小离子浸出性能、最高水解耐和最高耐化学性的材料解决方案。

恩骅力的燃料电池专家和科学家已经努力仔细研究可能影响燃料电池系统性能的全部元素。在各种材料溶液中,PPS被认为是最合适的候选者,它结合了优异的化学/水解耐性、低离子浸出和优异的机械性能。

基于对燃料电池中毒机理的深入分析,特别是为了实现燃料电池的最佳性能,恩骅力开发了一种量身定制的PPS化合物,具有行业最低的离子浸出水平。获得专利的 PPS Xytron 4080HR 能够提供:

  • 同类产品中离子浸出率最低,最高可达 120°C,确保燃料电池效率最高
  • 在全部 工程塑料中,在水解环境中具有最佳的强度和韧性保持性,优于其他所有PPS和 PPA,为工程师提供最大的设计柔韧性
  • 同类产品中具有最佳的尺寸稳定性、疲劳和蠕变抗性,即使在老化后也能确保较高的系统完整性,即使在更长的运行时间后也是如此
  • 水解和热老化前后的最佳焊接线强度,以确保最高的机械可靠性

此外,恩骅力积极与行业领导者合作,以提高燃料电池汽车的功率密度。例如,恩骅力为IV型储氢罐带来了新材料解决方案,该储氢罐可由聚酰胺6吹塑成型内罐制成,周围环绕碳纤维增强UD胶带,以实现低重量和低氢渗透率,而不会破坏确保高压(70Mpa)安全所需的强度。

由于恩骅力的Xytron PPS 4080HR具有最低的浸出率和最佳的长期水解性能,因此可以克服燃料电池系统中设计组件的挑战,例如介质分配板/歧管、绝缘板、氢气再循环组件、氢气压力调节阀门等,消费者和环境都可以受益。

要了解更多 关于我们 恩骅力 PPS Xytron成绩 ,您可以联系本博客的作者, 联系我们 或访问 plasticsfinder.envalior.com 以获取更多信息。

俞斌

全球电动汽车高级工程经理

塔米姆·彼得·西迪基博士

全球移动出行营销经理

发布于

10 April 2020

标签

  • 博客
  • 氢燃料电池
  • 更低的排放
  • Xytron耐水解性
  • 氢气罐

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关于我们作者

俞斌

全球电动汽车高级工程经理

在过去的六年里,于斌一直在恩骅力工作,自2018年以来,他一直担任工程材料领域的电动汽车(HEV、PHEV、电动汽车和燃料电池)全球高级工程经理。他的背景是聚合物和机械工程。他就读于四川大学学习聚合物/塑料工程。

塔米姆·彼得·西迪基博士

全球移动出行营销经理

Tamim Peter Sidiki 博士是移动出行领域的全球营销经理。Tamim 拥有德国、瑞典和苏格兰大学的物理学硕士学位和电气工程博士学位。Tamim 在消费者和汽车 电子产品 行业领域拥有 20 多年的经验,自 2007 年 10 月以来一直在 恩骅力 工作。

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