這是關於氫能及其挑戰系列的第二篇文章。閱讀第一部分

氫能之所以吸引全球目光，從環保人士、各國政府到企業高層皆然，實屬意料之中。作為實現淨零排放目標的關鍵拼圖，氫能生產領域的投資規模預計將突破數十億美元。^¹

然而，生產、儲存及運輸氫氣所需的大部分設備與製程尚未準備就緒。這種人類已知最微小、最輕盈的分子所帶來的最大挑戰包括：

• 氫氣的高滲透性可能導致密封問題及金屬脆化。
• 氫氣的低潤滑性可能導致磨損與摩擦問題。
• 氫氣中的雜質可能導致燃料電池受到污染。
• 使用金屬材料幾乎無法達到離心壓縮機壓縮氫氣所需的高葉輪尖端速度。

為氫能時代做好準備

格瑞特維 生產能承受嚴苛工業環境的高性能彈性體、熱塑性塑料、複合材料及工程組件。我們已準備好一系列多元的材料解決方案，以應對這些氫能領域的挑戰。以下是氫能供應鏈中能從我們的材料解決方案中獲益匪淺的三類主要設備：

閥門

在生產或處理危險流體時，閥門是至關重要的安全元件。而氫氣帶來了幾項獨特的挑戰。它是一種極其輕盈且密度極低的气體。這意味著它能夠滲透任何類型的聚合物或金屬，從而導致洩漏。「滲透是氫氣應用中的一大難題，因此選用透氣性極低的材料製成的產品以減少洩漏至關重要。 格瑞特維經理 Kerry Drake 表示：「例如，對 PEEK 等材料進行交聯處理，有助於降低擴散係數，並透過減少滲透來提升氫氣環境中的性能。」因此，Arlon® 3000XT 交聯 PEEK 可能是用於氫氣工況閥座的絕佳解決方案。 氫分子潤滑性低，可能導致閥座磨損和摩擦問題。針對這些無潤滑的格瑞特維 WR® 600（一種具有獨特乾運性能的 PFA 複合材料）以及 Arlon® 3000XT（市場上唯一可用的交聯 PEEK）。

當氫氣滲透與高壓結合時，可能會引發快速氣體減壓（RGD）問題。格瑞特維 極端溫度和壓力環境下格瑞特維 抗 RGD 的 Fusion®938 O 型環或 MSE® 彈簧加壓唇形密封件。滲透問題在低溫環境下同樣可能發生，而 Fusion®665 O 型環最能有效解決此類問題。

壓縮機

壓縮機對於安全且經濟地儲存與運輸氫氣至關重要。艾利恩指出：「隨著氫氣需求預期增長，運輸日益增加的氫氣量時，壓縮機是支撐此需求最關鍵的設備之一。」但他補充道，為氫氣服務設計新型壓縮機或升級現有設備時，常會面臨其他氣體通常不會出現的技術挑戰。

針對各類氫氣壓縮機格瑞特維 建議選用 Fusion® 938 O型環以提升抗RGD性能，並選用 Fusion® 665 O型環以滿足低溫工況需求。 在往復式壓縮機中，我們的 Arlon® 3000XT 交聯 PEEK、WR® 600 複合材料以及 Avalon® 56 改性 PTFE，是活塞環、滑環以及閥板應用的絕佳選擇。

在設計用於氫氣應用的離心壓縮機時，工程師必須確保葉輪具備高運轉速度。葉輪可達到的最大尖端速度取決於其製造所使用的材料。格瑞特維 具有高強度重量比的 Xycomp® 碳纖維強化熱塑性複合材料。 至於密封元件，最適合選用具備 RGD 耐受性的 Fusion® 938 O 型環，以及適用於極端溫壓環境的 MSE® 彈簧加壓唇形密封圈。

電解槽

綠色氫能作為一種潛在的零碳燃料，對於全球經濟的脫碳至關重要。 使綠色氫能成為可能的關鍵在於電解槽，其利用風能和太陽能等來源的電力，將水分解為氫氣和氧氣。為了生產零排放的氫氣，電解槽需要能夠克服各種挑戰的材料解決方案，例如材料脫氣、化學相容性，或高溫下機械性能的劣化。格瑞特維 開發出一系列產品組合，其中包含可提升燃料電池與電解槽性能的材料。 其中包括 Arlon® 3000XT，其耐化學性優於標準 PEEK，同時在更高溫度下仍能保持標準 PEEK 的機械性能。此外，其滲透率比標準 PEEK 低 200 倍。格瑞特維Chemraz® 密封件憑藉其卓越的化學相容性、低氣體釋放特性及高溫性能，堪稱理想之選。

測試至關重要

我們如何確認材料解決方案適用於氫能應用？我們正透過多家獨立實驗室進行廣泛測試，確保解決方案能承受氫能相關挑戰。迄今為止，包括高壓循環暴露測試與滲透測試在內的結果顯示，我們的材料與解決方案已具備支援並推動氫能基礎設施發展的實力。

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