格林特威德如何助您為氫能時代做好準備
本系列文章是探討航空業氫能挑戰的第二篇。閱讀第一篇
航空航天產業每年向大氣中排放約9億噸二氧化碳¹（CO₂）。儘管目前僅佔全球二氧化碳總排放量的2%至2.5%，但航空業預計到2050年可能增長一倍。 國際民用航空組織（ICAO）等機構已承諾在2005至2050年間將飛機二氧化碳排放量削減50%；航空運輸行動小組（ATAG）則承諾於2050年實現淨零碳排放。這些承諾使航空製造商面臨巨大壓力，必須迅速尋求達成減碳目標的解決方案。
為降低氣候影響，業界聚焦於採用清潔技術，例如利用風能與太陽能等可再生能源產生的綠色氫氣（H2）。研究顯示，以質量計算，氫能可提供高達航空燃油三倍的能量，確實具備替代潛力。 然而，無論是地面儲存或航空運輸，氫氣都帶來環境挑戰。研究人員與工程師正探索先進材料，以支援新型飛機設計與運作、機場基礎設施及燃料供應鏈。亟待解決的最大挑戰包括：
滲透
氫氣是一種極其輕盈、低密度的氣體。由於其低分子結構特性，氫氣能滲透任何類型的聚合物材料與金屬，導致金屬脆化問題。當結合高壓或壓力循環應用時，氫氣滲透更可能引發快速減壓（RGD）問題。 根據壓力與溫度條件，Greene, Tweed 建議採用由高性能氟碳橡膠（FKM）製成的Fusion® 938 O型環，或 MSE®（金屬彈簧活化）聚四氟乙烯唇形密封件。Fusion 938 具備卓越的抗氫暴露性能。
滲透現象亦可能發生於低溫環境。此類情況下，Fusion® 665 O型環（氟橡膠）或MSE®唇形密封環可作為首選解決方案。針對液態氫所處的極端溫度條件，格林特威德公司正積極評估新型密封解決方案及隔熱材料。
潤滑性
氫分子的低潤滑性在閥門和壓縮機等設備中引發過度磨損與摩擦問題。為解決此困境，格林特威德推出具備獨特乾式運轉特性的PFA複合材料WR® 600，以及市場上唯一可用的交聯PEEK材料Arlon® 3000XT。
過重
過重問題始終是航空航天應用中的關鍵課題。 任何減重措施皆能直接轉化為燃油節約效益。由於氫氣（按體積計算）的能量密度僅為噴射燃料的三分之一，若要以氫氣運送與噴射燃料同等能量，儲存槽體積必須大幅增加。因此，為氫動力飛機提供輕量化解決方案顯得尤為關鍵。Greene Tweed的熱塑性複合材料解決方案Xycomp®，現已廣泛應用於航空航天產業，作為金屬材料的替代方案。
C/PEEK複合材料因其分子結構及分子間與石墨層間的較大間隙，具有氫氣滲透性。此類複合材料無法像金屬那樣積聚氫氣。鑒於聚合物複合材料不會發生氫脆現象，在未來低碳排放的航空器中採用我們的Xycomp®解決方案更具意義。
隨著全球聚焦於轉型至脫碳經濟，航空航天產業亟需尋求減排之道。格林特威德持續研發與測試新材料及技術，致力設計製造能提升能源效率與環境合規性的彈性體、熱塑性塑料及熱塑性複合材料解決方案。本公司提供內部設計、原型製作、測試及製造服務，為客製化密封與軸承解決方案提供全方位支援。 透過與客戶的協作，我們能為每項獨特應用開發專屬解決方案。