Na eletrólise de hidrogênio, a energia elétrica é utilizada para iniciar uma reação química na qual as moléculas de água são divididas em seus componentes, hidrogênio e oxigênio. A eletrólise alcalina da água (AEL) desempenha um papel decisivo na transição energética devido ao seu alto nível de prontidão técnica (TRL). Na eletrólise alcalina, o hidrogênio é produzido pela divisão da água em oxigênio e hidrogênio em uma solução alcalina.
Os termoplásticos desempenham um papel central na produção de hidrogênio por eletrólise, principalmente devido à sua excelente resistência química, baixo peso e propriedades isolantes. Esses plásticos são utilizados em diversos componentes dos eletrólitos, como placas bipolares, estruturas de células e placas de isolamento. Em um eletrólito alcalino, a alta resistência dos materiais usados às condições alcalinas é fundamental e contribui de forma decisiva para a eficiência da eletrólise de hidrogênio.
A Ensinger oferece uma ampla gama de plásticos de alto desempenho e soluções personalizadas para eletrólise de hidrogênio. Não são apenas os eletrólitos alcalinos que se beneficiam das favoráveis propriedades químicas, mecânicas e térmicas de nossos produtos. Com nossa expertise abrangente e força inovadora, somos um fornecedor líder na crescente economia do hidrogênio e oferecemos soluções personalizadas para eletrólise de Membrana de Troca de Prótons (PEM), eletrólise alcalina e eletrólise AEM (Eletrólise de Membrana de Troca de Ânions), desde a seleção do material até o componente final.
Nossos termoplásticos garantem excelente estabilidade química e resistência, mesmo em altas temperaturas de operação, contribuindo para a maior durabilidade dos componentes do conjunto de eletrólise.
Nossos materiais são eficientes de processar e podem ser utilizados sem altos investimentos em máquinas e longas cadeias de processo, resultando na produção econômica de sistemas de eletrólise AEL, AEM e PEM.
Nossos processos avançados ajudam a aumentar a eficiência e a prolongar a vida útil do seu conjunto de eletrólise.
Oferecemos serviços especializados e soluções personalizadas, adaptadas aos seus requisitos e necessidades específicos. Do primeiro protótipo à produção em massa de grande volume.
Ao utilizar nossos materiais de alta qualidade, você apoia a sustentabilidade e contribui para a redução da pegada de CO₂ na produção de componentes para eletrólise. Além disso, os termoplásticos são geralmente recicláveis.
As placas bipolares são componentes centrais em eletrólitos. Elas funcionam como conexão elétrica entre as células individuais de um conjunto de eletrólise e permitem o fluxo de elétrons através das células. Conduzem a corrente elétrica, distribuem os gases de reação uniformemente pelos eletrodos e removem a água e outros produtos resultantes.
As placas bipolares podem ser feitas de metais, grafite ou compósitos especiais de polímero-grafite. Placas de grafite puro são tradicionalmente muito utilizadas devido à sua excelente condutividade elétrica e resistência à corrosão. No entanto, são frágeis e relativamente caras. Placas bipolares metálicas são frequentemente feitas de aço inoxidável ou titânio e revestidas com uma camada resistente à corrosão para aumentar sua durabilidade. Essas placas oferecem alta condutividade e resistência mecânica, mas têm custos de fabricação mais elevados.
Com nossas placas bipolares feitas de termoplásticos, fechamos essa lacuna e oferecemos soluções para eletrólitos modernos, proporcionando inúmeras vantagens, como produção simplificada e maior estabilidade a longo prazo.
Nossas placas bipolares combinam a flexibilidade e processabilidade dos plásticos com a condutividade do grafite. Elas são eletricamente condutivas, altamente resistentes quimicamente e muito resistentes à corrosão.
Oferecemos toda a cadeia de valor, desde o desenvolvimento de materiais até a produção em série, internamente ou por meio de parceiros estreitamente envolvidos no desenvolvimento, como o Centre for Fuel Cell Technology em Duisburg, Alemanha (ZBT).
As estruturas de células são componentes centrais em conjuntos de eletrólise. Elas proporcionam a estabilidade estrutural essencial, permitem um fluxo eficiente de eletrólito e gases e contribuem significativamente para a estanqueidade do sistema. Além disso, absorvem as forças no conjunto causadas pela pressão dos fluidos e pela tensão do stack de células.
O uso de plásticos de alto desempenho nas estruturas de células oferece vantagens adicionais. Esses materiais apresentam excelente resistência à corrosão e são leves, o que alivia a carga da estrutura geral do sistema. Além disso, os plásticos de alto desempenho garantem alta resistência e longa vida útil, mesmo sob condições extremas de operação, aumentando ainda mais a confiabilidade e eficiência dos sistemas de eletrólise.
A produção de grandes estruturas de células para conjuntos de eletrólise alcalina e os altos requisitos geométricos apresentam desafios particulares para a expertise em materiais e tecnologia de automação. A Ensinger se destaca com sua abordagem holística, na qual avaliamos os componentes juntamente com nossos especialistas em materiais da divisão de compostos e os especialistas em produção de diversas tecnologias de processamento, desenvolvendo-os até a maturidade para produção em série.
Os termoplásticos utilizados em eletrólise devem apresentar uma variedade de propriedades para atender aos requisitos desta área. De maneira geral, os componentes termoplásticos oferecem resistência à corrosão, baixo peso, facilidade de fabricação e produção econômica, pois podem ser produzidos por moldagem por injeção ou extrusão.
Com nosso portfólio abrangente de plásticos de alto desempenho para eletrólise de hidrogênio, oferecemos uma ampla gama de materiais personalizados:
O PEEK é um termoplástico resistente a altas temperaturas, conhecido por sua excepcional resistência química e força mecânica. É frequentemente utilizado em componentes que operam sob altas temperaturas e condições químicas agressivas. Em eletrólitos, o PEEK é encontrado principalmente no balance of plant (BOP) por razões técnicas e financeiras, por exemplo, como assento de válvula em válvulas de hidrogênio. Materiais PEEK para eletrólitos podem ser encontrados em nosso portfólio TECAPEEK.
O PPS também é um plástico de alto desempenho semicristalino, com resistência química superior ao PEEK e excelente resistência mecânica, suportando temperaturas de até 230°C. Também está disponível com 40% de reforço em fibra de vidro. Grades com 40% de reforço em fibra de vidro são modificações populares para melhorar a rigidez.
O PPS é usado principalmente em eletrólitos PEM, enquanto os tipos não reforçados são mais comumente utilizados em eletrólise alcalina. Isso se deve ao fato de que as fibras de vidro não são resistentes à solução de hidróxido de potássio (KOH). O PPS é utilizado, entre outros, em estruturas de células, já que o contato com oxigênio (O2), hidrogênio (H2), água deionizada e 30% de KOH em temperaturas elevadas não afeta o plástico. Materiais PPS para eletrólise de hidrogênio podem ser encontrados em nosso portfólio TECATRON.
PSU e PPSU são termoplásticos amorfos, estáveis a temperaturas de até 160°C. Apresentam excelente resistência química à potassa cáustica (KOH) e o PPSU, em particular, possui elevada resistência a impactos, tornando-o ideal para ambientes exigentes. A estrutura amorfa permite a produção de componentes com alta estabilidade dimensional. Materiais PSU e PPSU podem ser encontrados em nosso portfólio TECASON PSU e TECASON PPSU.
O PP é uma escolha amplamente utilizada para vedantes e outros componentes não condutivos em eletrólitos, devido à sua excelente resistência química e baixo custo. Materiais PP podem ser encontrados em nosso portfólio TECAPRO.
Dependendo do projeto do conjunto de eletrólise, as placas de isolamento são essenciais para o funcionamento, pois isolam eletricamente e quimicamente as placas finais do interior do stack. Esses componentes são críticos para a integridade estrutural, permitindo um fluxo eficiente de eletrólito e gases e garantindo desempenho ideal durante todo o processo de eletrólise.
Os plásticos de alto desempenho oferecem benefícios adicionais devido à sua excelente resistência à corrosão e baixo peso. Sua produção por moldagem por injeção ou extrusão é simples e econômica. Nossas placas de isolamento são caracterizadas por alta resistência a influências químicas e condições extremas de operação, o que prolonga sua vida útil e aumenta a confiabilidade de todo o sistema.
