氫：Arlon 3000XT® 的似曾相識時刻
新挑戰的關鍵有時隱藏在過去。生產、儲存和運輸氫氣所需的設備和工藝就是這種情況。
那些希望升級設備或設計新設備的人面臨的一個主要障礙是：缺乏能夠承受氫環境固有的極端挑戰的聚合物材料。
進入Arlon 3000XT®——世界上第一個也是唯一一個由Greene Tweed於2014年開發的交聯PEEK基聚合物——使石油和天然氣公司能夠在溫度和壓力越來越高的情況下轉向更深的儲量。其增強版本現已準備好應對氫技術和面向未來的設備的複雜需求，從燃料電池和電解槽到壓縮機和閥門。
適應的力量
“行業需求一直在推動Greene Tweed的新材料和產品開發。我們開發了Arlon 3000XT®，當時現有的碳填充PEEK不再適用於油田應用的極端環境。氫帶來的挑戰現在為我們提供了另一個創新機會，「技術經理Kerry Drake博士說。
例如，考慮電解槽。為了從水和電之間的電化學反應中產生氫氣，它們需要更高的工作溫度才能以高效和具有成本效益的方式運行。此外，它們的元件還暴露在腐蝕性化學品中。Kerry指出，現有的聚合物和複合材料可能無法滿足這些需求，Arlon 3000XT®相對於其他高性能聚合物的耐化學性改進是框架或墊圈等元件的理想選擇。他解釋了原因：在開發過程中，我們測試了強酸、強鹼和其他腐蝕性水性化學品的化學相容性。它在 200°C/392°F 下長時間表現出優異的性能。“對於電解槽，在某些情況下，未交聯的PEEK或填充PEEK不具有可接受的性能。然而，我們已經看到交聯總體上提高了耐化學性和機械性能，因此交聯、未填充的PEEK現在可能是這些環境的合適解決方案，“他補充道。
電解槽並不是唯一需要與氫氣環境相容的新材料的設備。“燃料電池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下降。壓縮機中的活塞環和閥門中的閥座已達到現有材料的極限，可以在非常高的壓力下工作，並且無需任何潤滑，“Greene Tweed 行業擴展經理 Philippe Allienne 說。據他介紹，Arlon 3000XT®能夠應對這些挑戰，因為Greene Tweed科學家一直在不斷增強基礎技術，為特定的氫應用開發定製化合物。
其中一個例子是填充等級。“未來的氫往複式壓縮機將不得不處理更極端的環境，而過去工作的現有材料，如填充等級的PTFE或PEEK，將不再適用。我們知道Arlon 3000XT®可以提供更好的性能。然而，這種材料不是為磨損和摩擦應用而開發的，因此我們必須對其進行優化以改善其摩擦學性能，Kerry解釋說。他接著用一個例子解釋道，“你可以把它想像成一個麵糰。這取決於你，無論你是想做披薩還是餅乾。因此，我們修改了配方，使材料適合往複式壓縮機的磨損應用。
驗證解決方案
Arlon 3000XT®的變革潛力不僅僅是一個假設。為了確保解決方案能夠承受氫氣環境，Greene Tweed測試了該材料，作為由兩個美國國家實驗室領導的材料在暴露於氫氣下的行為的重要研究計劃的一部分。這些嚴格的高壓迴圈暴露測試結果表明，在氫氣應用中的極端條件下具有出色的穩定性，為其適用於氫氣應用提供了切實的證據。
脫碳的理想材料？
Arlon 3000XT®的獨特性能使這種材料能夠突破傳統PEEK牌號的極限。例如，除了氫氣，Arlon 3000XT®還可以解決碳捕獲行業固有的挑戰。研究表明，與金屬和其他塑膠相比，基礎PEEK聚合物在用作吸收柱的填料時可提供優異的潤濕效果*。使用交聯PEEK可以提高PEEK填料的高溫機械強度和耐化學性，使Arlon 3000XT®成為解決日益增長的脫碳趨勢所產生的越來越多的材料挑戰的理想解決方案。
交聯是一種已知的技術，用於提高聚合物的耐化學性和減少溶脹。此外，與PEEK相比，Arlon 3000XT®具有更高的溫度能力，允許其在接近CCU CO2BOL（結合有機液體）沸點的溫度下使用，溫度範圍為230至310C。