Yakıt Hücresi ve ThreeBond Çözümleri için Hidrojen Pazarı
Teknoloji ve otomotiv endüstrisindeki hızlı ilerleme her yıl hızlanarak devam ediyor. Yeni teknolojilerin geliştirilmesi, yapıştırıcı ve sızdırmazlık endüstrisi için sürekli olarak yeni fırsatlar sunuyor. Bu gelişen alanlar arasında hidrojen sektörü, son yirmi yılda önemli bir ivme kazandı; bu, karbon emisyonlarını azaltma ve daha temiz enerji çözümlerine geçiş ihtiyacından kaynaklanıyor.
Hidrojen artık yakıt hücreli elektrikli araçlar (FCEV), hidrojen depolama sistemleri, elektrolizörler, dolum altyapısı ve sabit enerji üretimi gibi geniş bir uygulama yelpazesinde kullanılıyor. Özellikle otomotiv sektöründe, hidrojen yakıt hücreleri, uzun menzilleri ve hızlı dolum sürelerini koruyarak sıfır emisyonlu mobiliteyi sağlamak için kilit bir çözüm sunuyor. Otomotiv uygulamalarının ötesinde, hidrojen endüstriyel süreçlerde, enerji depolamada ve enerji üretiminde de artan bir rol oynuyor ve daha sürdürülebilir ve dirençli bir enerji ekosisteminin gelişimini destekliyor.
Değerli kaynakları korumak ve sızıntıları önlemek, ThreeBond’un misyonunun her zaman merkezinde olmuştur. 20 yılı aşkın süredir, hidrojenin güvenli ve güvenilir şekilde tutulmasını sağlamak için tasarlanmış yüksek performanslı sızdırmazlık çözümlerinin geliştirilmesinde aktif olarak yer alıyoruz. Çözümlerimiz, yakıt hücresi sistemlerinde, hidrojen tanklarında ve güvenlik, dayanıklılık ve performansın kritik olduğu diğer hidrojenle ilgili uygulamalarda kullanılmak üzere özel olarak tasarlanmıştır.
Bilim ve teknolojideki sürekli yenilik, ThreeBond’un her yıl yeni çözümler geliştirmesini mümkün kılmakta ve giderek daha talepkar gereksinimler ile yeni uygulamalara yanıt vermektedir. Gelişmiş malzeme bilimi ve süreç uzmanlığımız sayesinde müşterilerimizi teknik zorlukları aşmalarında destekliyor ve daha sürdürülebilir ve dayanıklı bir dünyaya katkıda bulunuyoruz.
Hidrojen Sızdırmazlık Gereksinimleri
Hidrojen sistemlerinin sızdırmazlığı, hidrojenin benzersiz fiziksel özellikleri ve yakıt hücresi sistemlerinin çalışma koşulları nedeniyle çeşitli teknik zorluklar sunar :
- Uzun vadeli performans ve güvenilirliği etkileyebilecek yüksek nem geçirgenliği
- Hidrojenin son derece küçük moleküler boyutu nedeniyle yüksek hidrojen gazı geçirgenliği
- Yüksek üretim hızı gereksinimleri, aşağıdaki gibi verimli sızdırmazlık süreçlerini gerektirir:
- CIPG (Cured-In-Place Gasket) teknolojileri
- Hızlı kürlenme süreleri ve yüksek verimlilik sağlayan UV kürleme çözümleri
Yıllar boyunca ThreeBond, farklı performans gereksinimlerine ve üretim tempolarına uygun hidrojen uygulamaları için birden fazla sızdırmazlık çözümü geliştirdi ve doğruladı. Bu çözümler, Japon Endüstri Standartları (JIS) gibi standart yöntemlerle değerlendirilir:
- JIS K 7129, su buharı (nem) geçirgenliğinin değerlendirilmesi için
- JIS K 7126, hidrojen dahil gaz geçirgenliğinin ölçülmesi için
Yakıt Hücresi Uygulaması
Bir yakıt hücresi, hidrojen ve oksijen arasındaki elektrokimyasal reaksiyon yoluyla elektrik üretmek üzere tasarlanmış, hassas şekilde monte edilmiş birden fazla işlevsel katmandan oluşur. Tek bir hücre tipik olarak şunları içerir:
- Katalizör katmanları ve gaz difüzyon katmanları arasında sıkıştırılmış proton değişim membranından oluşan MEA (Membrane Electrode Assembly)n
- MEA (Membrane Electrode Assembly), consisting of a proton exchange membrane sandwiched between catalyst layers and gas diffusion layers
- Hidrojen, hava ve soğutucu sızıntısını önlemek ve farklı akışkan devreleri izole etmek için aktif alanın etrafına uygulanan sızdırmazlık bölgeleri
Her bileşen, işletme basıncı ve sıcaklık koşulları altında verimlilik, dayanıklılık ve güvenliği sağlamak için mükemmel şekilde hizalanmalı ve sızdırmaz olmalıdır.
Farklı bileşenler arasındaki sıkı sızdırmazlığı sağlamak için, sıvı conta malzemeleri doğrudan bipolar plakalara veya çerçevelere hassas şekilde uygulanır. Üretim süreci ve performans gereksinimlerine bağlı olarak, sızdırmazlık şunlarla sağlanır:
- FIPG (Formed-In-Place Gasket) veya CIPG (Cured-In-Place Gasket) teknolojileri
- Yüksek hassasiyet,tekrarlanabilirlik ve seri üretimle uyumluluk sağlayan otomatik dozaj veya serigrafi prosesleri
Uygulandıktan sonra sızdırmazlık malzemesi, reçine tipine bağlı olarak ısı veya UV ile kürlenir ve sağlam, sürekli bir conta oluşturur. Bu adım, hidrojen ve nem geçirgenliğine karşı direnç sağlamak ve uzun vadeli mekanik stabiliteyi korumak için kritiktir.
Sızdırmazlık ve kürleme işleminden sonra, bireysel hücreler bir yakıt hücresi paketi halinde monte edilir. Bu istifleme süreci şunları içerir :
- Bipolar plakalar ve MEA’ların hassas bir sırayla ardışık olarak yerleştirilmesi
- Tüm katmanların dikkatlice hizalanması, eşit gaz akışı ve elektriksel temasın sağlanması
- Son plakalar ve bağlama çubukları kullanılarak kontrollü sıkıştırma uygulanması, tüm pakette tutarlı sızdırmazlık performansını sağlamak için
Nihai paket, hedeflenen güç çıkışına bağlı olarak onlarca ila yüzlerce bireysel hücreden oluşabilir. Paket genelinde uygun sızdırmazlık bütünlüğü, sızıntıları önlemek, güvenliği sağlamak ve sistem ömrü boyunca yüksek verimliliği korumak için esastır.
Çözümlerimiz
ThreeBond, hidrojen sızdırmazlık ürünleri ve yakıt hücresi uygulamalarının geliştirilmesinde 20 yılı aşkın deneyime sahiptir. İlk geliştirilen çözümler, ThreeBond 1153E gibi ısı ile kürlenen ürünlerdi. Bu ürünler mükemmel sızdırmazlık performansı sunsa da, ısıl kürleme nispeten uzun kürlenme süreleri gerektirir ve bu durum üretim verimliliğini ve üretim hızını sınırlar.
Hızla gelişen teknolojiye ve artan endüstriyel taleplere ayak uydurmak amacıyla, ThreeBond’un Ar-Ge ekipleri daha sonra UV ile kürlenen reçineler geliştirmiş, böylece kürlenme sürelerini önemli ölçüde azaltarak daha hızlı ve daha verimli üretim süreçlerini mümkün kılmıştır.
Son dönemde ise çalışmalarımız, otomatik dozaj ve baskı prosesleri sayesinde daha yüksek üretim hacimleri ve artan üretim hızı sağlayan serigrafi baskıya uygun reçinelerin geliştirilmesine odaklanmıştır.
Günümüzde ThreeBond, farklı dozaj sistemleriyle uyumlu FIPG (Formed-In-Place Gasket) ve CIPG (Cured-In-Place Gasket) çözümleri dahil olmak üzere geniş bir sızdırmazlık çözümleri portföyü sunmaktadır. Portföyümüz, hidrojen ve yakıt hücresi uygulamalarının farklı performans ve üretkenlik gereksinimlerini karşılamak üzere tasarlanmış hem ısı ile kürlenen hem de UV ile kürlenen reçineleri kapsamaktadır.
- Tek bileşenli, solvent içermez
- Isıyla sertleşir
- Tek bileşenli, solvent içermez
- UV ışıkla kürlenir
- Mükemmel ısı, su, asit, soğutucu ve düşük nem direnci
- Mükemmel şekil koruma, düşük sıkıştırma seti