这是关于氢气及其挑战的系列文章中的第二篇。 阅读第一部分

氢气正吸引着每个人的注意力，从环保主义者和政府到世界各地的会议室，这并不奇怪。它是 "净零 "难题中非常重要的一块，对氢气生产的投资将超过数十亿美元^1。

然而，生产、储存和运输氢气所需的大多数设备和工艺还没有准备好开始使用它。人类已知的最微小、最轻的分子所带来的一些最大挑战包括。

• 氢气的高渗透性会导致密封问题和金属脆化。
• 氢气的低润滑性会导致磨损和摩擦问题。
• 氢气中的杂质会造成燃料电池的污染。
• 用离心式压缩机压缩氢气所需的高叶轮尖端速度，用金属几乎无法实现。

为氢气做好准备

格瑞特維 生产能够承受严苛工业环境的高性能弹性体、热塑性塑料、复合材料及工程部件。我们已准备好一系列材料解决方案，以应对氢能领域的各项挑战。以下是氢能供应链中能够从我们的材料解决方案中获益匪浅的三类主要设备：

阀门

在生产或处理危险流体时，阀门是关系到安全的关键部件。而氢气则带来了一些独特的挑战。它是一种极其轻盈且密度极低的气体。这意味着它能够渗透任何类型的聚合物或金属，从而导致泄漏。“渗透是氢气带来的一个巨大问题，因此，选择由渗透性极低的材料制成的产品以减少泄漏至关重要。 格瑞特維技术经理凯里·德雷克（Kerry Drake）表示：“例如，对PEEK等材料进行交联处理，有助于降低扩散系数，通过减少渗透来提升其在氢气环境中的性能。”因此，Arlon® 3000XT交联PEEK可能是氢气工况下阀座的绝佳解决方案。 氢分子的低润滑性可能会导致阀座磨损和摩擦问题。针对这些无润滑环境格瑞特維 WR® 600（一种具有独特干运行性能的 PFA 复合材料）和 Arlon® 3000XT（市场上唯一可用的交联 PEEK）。

当与高压结合时，氢渗透可能会引发快速气体解压（RGD）问题。格瑞特維 在极端温度和压力条件下格瑞特維 抗RGD的Fusion®938 O型圈或MSE®弹簧加压唇形密封圈。渗透问题在低温环境下同样可能发生，而Fusion®665 O型圈最适合解决此类问题。

压缩机

压缩机对于安全和经济地储存和运输氢气至关重要。Allienne说："压缩机是运输越来越多的氢气的最关键设备之一，这些氢气将被要求适当地支持预期的氢气需求上升，"。但是，为氢气服务设计新的压缩机或升级目前的压缩机，往往会出现其他气体通常不会出现的技术挑战，他补充说。

对于任何类型的氢气压缩机格瑞特維 建议选用Fusion® 938 O型圈以增强抗RGD性能，并选用Fusion® 665 O型圈用于低温工况。 在往复式压缩机中，我们的 Arlon® 3000XT 交联 PEEK、WR® 600 复合材料以及 Avalon® 56 改性 PTFE 是活塞环、滑环以及阀板材料的绝佳选择。

在设计用于氢气输送的离心压缩机时，工程师需要确保叶轮具有较高的运行转速。叶轮可达到的最高尖端线速度取决于其制造材料。格瑞特維 具有高强度重量比的 Xycomp® 碳纤维增强热塑性复合材料。 在密封元件方面，最适合选用耐RGD的Fusion® 938 O型圈，以及适用于极端温度和压力的MSE® 弹簧加压唇形密封圈。

电解器

绿色氢能作为一种潜在的零碳燃料，对全球经济的脱碳至关重要。 使绿色氢能成为可能的关键在于电解槽，它利用风能和太阳能等来源的电力将水分解为氢气和氧气。为了生产零排放的氢气，电解槽需要能够应对各种挑战的材料解决方案，例如材料的脱气、化学相容性，以及在高温下机械性能的劣化。格瑞特維 出一系列产品组合，其中包括可提升燃料电池和电解槽性能的材料。 其中包括 Arlon® 3000XT，该材料在更高温度下不仅保留了标准 PEEK 的机械性能，其耐化学性还优于标准 PEEK。此外，其渗透率比标准 PEEK 低 200 倍。格瑞特維Chemraz® 密封件凭借其卓越的化学相容性、低脱气特性及耐高温性能，成为理想之选。

测试事项

我们如何知道我们的材料解决方案能与氢气一起使用？我们正在几个独立的实验室积极测试我们的材料，以确保我们的解决方案能够承受与氢气有关的挑战。到目前为止，包括高压循环暴露试验和渗透试验在内的测试结果表明，我们的材料和解决方案已经准备好支持和增强氢气基础设施。

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