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

格林特威德公司長期致力於生產能承受嚴苛工業環境的高性能彈性體、熱塑性塑料、複合材料及工程部件。我們已準備好提供多種材料解決方案，以應對氫能領域的各項挑戰。以下是氫能供應鏈中三大關鍵設備，它們將從我們的材料解決方案中獲益匪淺：

閥門

在生產或處理危險流體時，閥門是關乎安全的關鍵組件。而氫氣帶來了若干獨特挑戰——它是一種極輕且低密度的氣體，這意味著它能滲透任何類型的聚合物或金屬，導致洩漏。「氫氣的滲透性是重大問題，因此選擇採用最低滲透性材料製成的產品以減少洩漏至關重要。」 例如，對PEEK等材料進行交聯處理，可降低擴散係數並減少滲透，從而提升氫氣環境中的性能表現。」Greene Tweed技術經理Kerry Drake如此說明。因此，Arlon® 3000XT交聯PEEK可成為氫氣工況閥座的卓越解決方案。 氫分子潤滑性低會導致閥座磨損與摩擦問題。針對此類非潤滑環境，格林特威德提供具備獨特乾運轉特性的PFA複合材料WR® 600，以及市場上唯一交聯PEEK材料Arlon® 3000XT。

當氫氣滲透與高壓環境結合時，可能引發快速氣體減壓（RGD）問題。格林特威德建議在極端溫度與壓力條件下，採用抗RGD的Fusion®938 O型環或MSE®彈簧加壓唇形密封件。低溫環境下同樣可能出現滲透問題，此時Fusion®665 O型環最能有效解決此類困擾。

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，Greene Tweed工程師推薦採用Fusion® 938 O型環以抵抗RGD劣化，並選用Fusion® 665 O型環適用於低溫工況。 在往復式壓縮機應用中，我們的Arlon® 3000XT交聯聚醚醚酮、WR® 600複合材料及Avalon® 56改性聚四氟乙烯，皆是活塞環、騎行環及閥板的理想選擇。

在設計氫氣用離心壓縮機時，工程師需確保葉輪具備高轉速運轉能力。葉輪尖端速度的極限取決於其製造材料。Greene Tweed推薦採用Xycomp®碳纖維強化熱塑性複合材料，該材質具備優異的強度重量比。 密封元件方面，最適合選用耐RGD（抗環氧化劑）的Fusion® 938 O型環，以及適用於極端溫度與壓力的MSE®彈簧加壓唇形密封圈。

電解槽

綠色氫能作為潛在的零碳燃料，對實現全球經濟脫碳至關重要。 實現綠色氫能的關鍵在於電解槽——透過風能、太陽能等電力將水分解為氫氧。為生產零排放氫氣，電解槽需採用能克服材料脫氣、化學相容性及高溫下機械性能劣化等挑戰的解決方案。Greene Tweed已開發出包含多種材料的產品組合，可提升燃料電池與電解槽的性能。 其中Arlon® 3000XT材料不僅具備優於標準PEEK的耐化學性，更能在更高溫度下維持標準PEEK的機械性能，其滲透率更比標準PEEK低200倍。Greene Tweed的Chemraz®密封件憑藉卓越的化學相容性、低氣體釋放特性及耐高溫能力，成為理想之選。

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