這是關於氫及其挑戰的系列文章的第二篇。 閱讀第1部分

毫不奇怪，氫能吸引了所有人的注意力，從環保主義者和政府到世界各地的董事會。這是凈零拼圖中非常重要的一部分，對氫氣生產的投資將超過數十億美元。¹

然而，生產、儲存和運輸氫氣所需的大多數設備和工藝還沒有準備好開始使用它。人類已知的最微小、最輕的分子帶來的一些最大挑戰包括：

• 氫氣的高滲透性會導致密封問題和金屬脆化。
• 氫氣的低潤滑性會導致磨損和摩擦問題。
• 氫氣中的雜質會導致燃料電池污染。
• 使用離心式壓縮機壓縮氫氣所需的高葉輪尖端速度幾乎無法用金屬實現。

為氫氣做好準備

Greene Tweed 一直在製造高性能彈性體、熱塑性塑膠、複合材料和能夠承受惡劣工業條件的工程部件。我們已經準備好了廣泛的材料解決方案來解決這些氫挑戰。以下是氫氣供應鏈中的三個主要設備，可以從我們的材料解決方案中受益匪淺：

閥

閥門是生產或處理危險流體時的安全關鍵部件。氫帶來了一些獨特的挑戰。它是一種極輕且密度極低的氣體。這意味著它可以穿透任何類型的聚合物或金屬，導致洩漏。“滲透是氫氣的一個巨大問題，這就是為什麼選擇由滲透率最小的材料製成的產品以減少洩漏至關重要的原因。例如，交聯像PEEK這樣的材料可以説明降低擴散係數，並通過減少滲透來提高氫環境中的性能，“Greene Tweed技術經理Kerry Drake說。因此，Arlon® 3000XT交聯PEEK可能是氫氣應用中閥座的絕佳解決方案。氫分子的低潤滑性會產生閥座磨損和摩擦問題。對於這些無潤滑環境，Greene Tweed提供WR® 600（一種具有獨特幹運行性能的PFA複合材料）和Arlon® 3000XT（市場上唯一的交聯PEEK）。

當與高壓結合使用時，氫氣滲透會產生快速氣體減壓（RGD）問題。Greene 花呢推薦使用抗 RGD 的 Fusion®938 O 形圈或 MSE® 彈簧通電唇形密封件，以應對極端溫度和壓力。在低溫下也可能發生滲透問題，而Fusion®665 O形圈最適合克服這些問題。

壓縮機

壓縮機對於安全、經濟高效地儲存和運輸氫氣至關重要。Allienne 說：「壓縮機是運輸越來越多的氫氣的最關鍵設備之一，這些氫氣需要適當支援氫氣需求的預期增長。但是，他補充說，為氫氣服務設計新的壓縮機或升級現有的壓縮機通常會帶來其他氣體通常看不到的技術挑戰。

對於任何類型的氫氣壓縮機，Greene Tweed 工程師建議使用 Fusion 938 O 形圈來抵抗 RGD，使用 Fusion®® 665 O 形圈來抵抗低溫服務。在往複式壓縮機中，我們的 Arlon 3000XT 交聯 PEEK、WR® 600 複合材料和 Avalon®® 56 改性 PTFE 是活塞環和騎手帶以及閥板的絕佳選擇。

在設計用於氫氣服務的離心式壓縮機時，工程師需要確保葉輪的高運行速度。可實現的最大葉輪尖端速度取決於用於構建它的材料。Greene Tweed推薦使用具有高強度重量比的Xycomp®碳纖維增強熱塑性複合材料。對於密封元件，抗 RGD 的 Fusion® 938 O 形圈和 MSE® 彈簧通電唇形密封件最適合極端溫度和壓力。

電解槽

綠色氫是一種潛在的無碳燃料，對全球經濟脫碳至關重要。使綠色氫成為可能的是電解槽，它使用來自風能和太陽能等來源的電力將水分解成氫氣和氧氣。為了生產無排放的氫氣，電解槽需要能夠承受挑戰的材料解決方案，例如材料釋氣、化學相容性或溫度升高時的機械性能退化。Greene Tweed開發了一個產品群組，其中包括用於增強燃料電池和電解槽性能的材料。其中包括Arlon® 3000XT，其耐化學性優於標準PEEK，同時在較高溫度下保持標準PEEK的機械性能。此外，它的滲透率比標準PEEK低200倍。Greene Tweed 的 Chemraz® 密封件因其卓越的化學相容性、低釋氣性能和高溫能力而成為理想的選擇。

測試事項

我們如何知道我們的材料解決方案與氫氣一起工作？我們正在幾個獨立實驗室積極測試我們的材料，以確保我們的解決方案能夠承受與氫氣相關的挑戰。到目前為止，包括高壓迴圈暴露測試和滲透測試在內的測試結果表明，我們的材料和解決方案已準備好支援和增強氫基礎設施的能力。

¹https://www.iea.org/reports/the-future-of-hydrogen