當某家半導體客戶為其極為關鍵的應用尋求不含全氟和多氟烷基物質（PFAS）的密封件格瑞特維 GT）由科學家、工程師和技術人員組成的優秀團隊立即展開行動。他們開發出客製化的次世代無PFAS彈性體，不僅滿足客戶對極高潔淨度與性能的要求，更有潛力在該應用中超越現有的FKM材料。 這些無 PFAS 密封解決方案最初是為半導體製造而設計，但對於面臨類似永續發展與性能目標的許多產業而言，同樣充滿潛力。氫氣壓縮將材料推向極限。 其低分子量特性 要求 離心式壓縮機 必須 以 極高轉速 運轉， 這已 超出 傳統金屬葉輪所能承受的範圍。 為克服此挑戰格瑞特維 開發出一款複合材料封閉式葉輪，其尖端速度可達創紀錄的 688 公尺／秒，幾乎是傳統金屬葉輪極限速度的兩倍——傳統金屬葉輪在封閉式設計下通常最高運作速度為 360 公尺／秒，開放式設計則為 500 公尺／秒，超過此速度即會破裂。    

為表彰這項成就格瑞特維 GT) 將我們備受矚目的「創新獎」頒發給了負責此項開發的三人團隊。該獎項旨在表彰並獎勵那些致力於突破創新與合作界限的卓越貢獻： 山繆·斯圖茨，技術經理； 塞巴斯蒂安·科勒，資深科學家； 以及 萊昂內爾·傑爾馬尼耶， 二級工程師。 

在該特別活動結束後不久，結構與工程組件總經理 喬治·拉瓦 在我們位於瑞士伊韋爾東萊班（Yverdon-les-Bains）的廠區向他們頒發獎項後，我們隨即與獲獎團隊進行了深入訪談，深入了解這款複合材料葉輪及其對大規模清潔能源基礎設施擴展所產生的影響。  

 1. 我們先從您獲獎的理由談起。能否請您詳細介紹一下 PEEK複合材料葉輪，以及它對潔淨能源產業的影響？   

塞繆爾·斯圖茨：全球各地正大力推動工業流程與運輸業的脫碳，以限制大氣中二氧化碳濃度的上升。 例如生產玻璃、瓷磚、磚塊、混凝土或鋼鐵的企業，全都仰賴高溫燃燒火焰，而目前主要燃料是天然氣。氫氣似乎是這些連續製程的潛在替代方案。正因如此，許多地區正計畫對氫氣管線進行巨額投資。然而，事實證明這帶來了許多重大的技術挑戰。 

我們透過這項創新所解決的挑戰，在於如何在離心式壓縮機中對氫氣進行連續壓縮。事實上，由於氫是分子最輕的氣體，要讓葉輪高效運作，必須達到極高的轉速（實際葉尖速度）。雖然目前的金屬葉輪可達到葉尖速度約等於空氣中聲速的水平，但氫氣所需的轉速卻必須超過該數值的兩倍。 在達到這些數值之前，離心力就會將金屬葉輪撕裂。唯有憑藉複合材料的非凡強度與輕量化特性，才能在如此極端的條件下運作。  

塞巴斯蒂安・科勒（Sébastien Kohler）：雖然在葉輪應用中利用複合材料的較高強度重量比這一構想並非新鮮事，但由於涉及複雜的加工流程，實際上要製造出符合預期的零件卻要困難得多。 憑藉我們團隊對熱塑性複合材料加工的深厚知識與靈活應變能力，我們得以在如此幾何結構極為複雜的應用中，充分釋放這些材料的潛力。  

2. 能否分享一下這款葉輪從研發到最終榮獲此獎項的歷程？   

萊奧尼爾・傑爾曼尼爾：這並非一個短暫或簡單明瞭的專案。我們必須進行多次迭代、執行樣片測試，並歷經數輪製程改善。 自從我格瑞特維 2020 年加入格瑞特維 ，便一直致力於這個專案，因此，瑞士團隊為超越 600 公尺／秒的葉尖速度目標所付出的所有努力能獲得這項肯定，實在令人倍感欣慰。 

我們起初採用了不同的設計方法，但結果不如預期。我們必須針對纖維鋪放方式進行調整，並找出能在測試過程中承受葉輪所承受的高應力下仍能正常運作的正確結構。 

該零件在測試機中的組裝方式同樣非常重要。在高速運轉下，所有部件都會產生熱膨脹，因此必須將葉輪保持在旋轉中心位置，否則會導致不平衡，進而對零件造成額外應力並引發振動。我們花費了大量時間進行腦力激盪，並模擬不同結構設計在此複雜載荷工況下會產生何種影響。   

3. 您會如何描述 其 影響？   

塞巴斯蒂安： 這項創新是開啟未來氫能經濟的關鍵一步，無論氫氣是直接使用，還是作為儲存及／或輸送其他能源的媒介。 無論以何種方式，都將產生並輸送極大量的氫氣，以支援再生能源的發展。  

如此龐大的氣體處理量，必須使用離心式壓縮機才能在經濟上可行；而這些離心式壓縮機需要轉速更高的葉輪，才能壓縮純氫氣。 若沒有這種葉輪，氫氣就必須與較重的氣體混合才能進行壓縮，而這些氣體在使用前還需再次分離，這將大幅增加成本並使流程更加複雜。 

此外，在某些其他現有應用中（例如甲烷、超臨界二氧化碳或氨氣壓縮），離心式壓縮機目前也受到葉輪材料限制的制約。 在這些情況下，複合材料葉輪同樣能發揮作用，透過提高各級的壓縮比，使設計出級數較少、體積更小且成本更低的機組成為可能。   

4. 您如何預見這個葉輪的運行軌跡？  

塞巴斯蒂安： 為了更精準地預測複合材料在此類應用中的材料行為，我們仍有大量工作待完成。 傳統的數值模型向來僅針對載荷位於零件平面內的、受控良好的載荷工況，進行強度與損傷預測。 在此情況下，我們必須應對顯著的                                                                                                          

這項發展將有助於加快對葉輪專案的客戶支援，將有限元素分析（FEA）所需的時間縮短至原來的十分之一，並提升性能預測的準確性。 這項工作既充滿挑戰又令人振奮，我非常高興我們能夠與一所瑞士大學合作，並為這項研究獲得了瑞士政府的大筆資助。   

 5. 您從這段經歷中獲得了哪些最重要的教訓或啟發？   

萊昂內爾：保持好奇心並勇於嘗試，即使在理論上看似不可能，或是從未有人做過。你總能學到一些東西，這些經驗或許能應用在其他專案上。 當然，這段經歷也促進了我的成長。當初加入格瑞特維 複合材料方面的經驗非常格瑞特維 。能隨著這個專案一同成長，真的非常值得。  

 6.您是否希望特別感謝其他曾協助支持或培育此創新過程的合作者或領導者？ 

塞繆爾：這項創新成果，源自一支卓越的團隊，他們每天都秉持著創新與優化的理念投入工作。 我也要感謝內納德·斯雷吉奇（生產主管）和米科·科夫奇奇（技術員）負責這些零件的成型作業，以及紀堯姆·艾比（資深技術員）和傑瑞米·弗魯蒂格（學徒）負責這些零件的機加工。這是一個規模龐大且長期持續的專案。公司多年來的支持與信任，無疑是促成此成果的關鍵，也充分見證了我們蓬勃發展的創新文化。

塞巴斯蒂安：這 確實是 團隊合作的成果，格瑞特維先進技術集團中這個專門支援結構與工程組件（SEC）業務單位的團隊，其垂直整合能力與敏捷性，正是達成這項卓越成果的關鍵。 此外，我們也不應低估 SEC 業務單位及其領導層所展現的勇氣——他們將此開發計畫視為一場「大膽的賭注」，並在內部以技術開發（TD）專案的形式持續資助超過五年，這使我們得以取得成果，進而確保客戶的商業參與。

7.對有志成為創新者的人有什麼建議嗎？     

塞繆爾： 如果你有一個聽起來很難實現的點子，而且不確定最終的回報是否值得付出這番努力， 請不要放棄， 要放眼更遠大。 問問自己：要付出什麼代價，才能讓這個點子從「好點子」蛻變為「人人都想要的卓越點子」？ 善用團隊的力量，分享並討論你的想法，以此激盪出好點子，然後將它們打造成卓越的點子！