Čista energija je postala absolutna prioriteta za vlade in industrije po vsem svetu, saj je redukcija emisij toplogrednih plinov ključnega pomena za omejevanje vpliva podnebnih sprememb. V tem kontekstu se vodik pojavlja kot obetaven vir čiste energije za vozila in ne samo.
Vozila na vodik ponujajo pomembne prednosti v primerjavi z električnimi vozili, zlasti za aplikacije, ki zahtevajo prevoz težkih tovorov na dolge razdalje. Zahvaljujoč večjemu dosegu in zmožnosti hitrega polnjenja so ta vozila še posebej primerna za cestni prevoz blaga na dolgih progah, kjer omejitve dosega baterij in dolgi časi polnjenja predstavljajo pomembne ovire.
Ta značilnost, skupaj z možnostjo proizvodnje vodika z obnovljivimi viri energije na lokalni ravni, naredi vozila na vodik ekološko izbiro, še posebej učinkovito pri zmanjševanju emisij toplogrednih plinov v primerjavi z vozili na fosilna goriva, kar pomembno prispeva k redukciji okoljskega vpliva v prometnem sektorju.
Z ustrezno podporno infrastrukturo lahko vodik predstavlja pomembno rešitev za zagotavljanje zelenega prehoda v sektorjih avtomobilskega prometa, težkih in industrijskih vozil.
Potreba po zaščiti mehanskih delov pred korozijo in obrabo
Zaščita komponent vodikovega sistema je bistvenega pomena za zagotavljanje varnosti in zanesljivosti vozil na vodik. Mehanski komponenti sistema morajo biti odporni proti koroziji in obrabi, ki izhajata iz agresivnosti kemičnih snovi, prisotnih na cesti, kot so voda, soli, ogljikovodiki in drugi okoljski onesnaževalci.
Pomembno je poudariti, da lahko visoki tlaki vodika povzročijo težave z uhajanjem, če se tesnilne površine komponent sistema sčasoma korodirajo. Vodik je zelo vnetljiv in vsako uhajanje bi lahko ustvarilo eksplozivno okolje. Iz tega razloga je varnost vozil na vodik odvisna tudi od zmožnosti komponent, da vzdržijo korozijo in obrabo skozi celotno življenjsko dobo vozila.
Rešitev: kemično niklanje in anodizacija aluminija kot zaščitna površinska obdelava
Uporaba površinskih obdelav lahko poveča odpornost komponent proti mehanskim obremenitvam in koroziji, podaljša njihovo življenjsko dobo in zagotovi zanesljivo in varno delovanje vozil na vodik.
Kemično niklanje in anodizacija sta dve površinski obdelavi, ki se lahko uporabita za zaščito komponent vodikovega sistema pred korozijo in obrabo.
Kemično niklanje je proces kemične depozicije plasti zlitine niklja in fosforja na površino materiala, ki ga želimo zaščititi. Ta niklova plast ponuja zaščito proti koroziji in obrabi ter je odporna proti koroziji tako v kislih kot alkalnih okoljih. Poleg tega se lahko kemično niklanje uporabi za zaščito vseh glavnih kovinskih zlitin, vključno s tistimi iz železa, bakra in aluminija.
Anodizacija pa je elektrokemijski proces, ki se uporablja za zaščito aluminijevih zlitin pred korozijo in obrabo. Med anodizacijo se na površini kovine oblikuje plast aluminijev oksid. Ta plast deluje kot zaščitna bariera proti koroziji in obrabi ter se lahko obarva v estetske namene.
Na kratko, kemično niklanje in anodizacija sta učinkoviti rešitvi za zaščito komponent vodikovega sistema pred korozijo in obrabo. Ti površinski obdelavi ponujata visoko zaščito proti kemični agresivnosti, poleg tega pa tudi večjo mehansko odpornost proti obremenitvam, ki izhajajo iz visokih tlakov vodika.
V naslednji tabeli so povzete glavne značilnosti teh prevlek in indikativna stopnja zaščite, ki jo lahko ponudijo.
| Značilnosti | Kemično niklanje | Anodizacija |
|---|---|---|
| Kovine, ki se lahko prevlečejo | Aluminijeve zlitine Bakrove zlitine Železove zlitine | Aluminijeve zlitine |
| Odpornost proti koroziji v okoljih z nevtralnim pH | ★★★★☆ na aluminijevih zlitinah ★★★★★ na bakrovih zlitinah ★★★★☆ na železovih zlitinah | ★★★★★ na aluminijevih zlitinah |
| Odpornost proti koroziji v okoljih z rahlo kislim pH | ★★★☆☆ na aluminijevih zlitinah ★★★★☆ na bakrovih zlitinah ★★★☆☆ na železovih zlitinah | ★★☆☆☆ na aluminijevih zlitinah |
| Odpornost proti koroziji v okoljih z rahlo alkalnim pH | ★★★☆☆ na aluminijevih zlitinah ★★★★★ na bakrovih zlitinah ★★★★☆ na železovih zlitinah | ★★☆☆☆ na aluminijevih zlitinah |
| Odpornost proti obrabi | ★★★☆☆ na aluminijevih zlitinah ★★★★☆ na bakrovih zlitinah ★★★★☆ na železovih zlitinah | ★★★★★ na aluminijevih zlitinah |
Komponente vodikovega sistema, ki lahko imajo koristi od kemičnega niklanja in anodizacije
Bipolarne plošče elektrolizatorjev za proizvodnjo H2
Bipolarne plošče so bistvene komponente elektrolizatorjev, saj na njihovi površini poteka oksidacijsko-redukcijska reakcija, ki jo povzroča enosmerna električna napetost in pretvarja vodo v plinasta H2 in O2. Te površine morajo biti prevodne in odporne proti koroziji alkalnih ali kislih vodnih raztopin, potrebnih za proizvodnjo plinov H2 in O2.
Za te komponente lahko kemično niklanje ponudi tehnično ugodne in ekonomsko veljavne rešitve za zaščito proti koroziji in ohranjanje prevodnosti pri nekaterih tipih elektrolizatorjev (PEM, AEM, AEMWE), kjer so bipolarne plošče iz ogljikovega jekla, nerjavnega jekla ali titana.
Alternativa kemičnemu niklanju so prevleke iz plemenitih kovin (zlato, platina, iridij) ali obdelave v plinski fazi, kot sta PVD ali CVD, ki so na splošno dražje in manj izvedljive v velikem obsegu. Zato je zelo pomembno, da se za sektor elektrolizatorjev, ki se močno širi, lahko sprejmejo tehnologije in materiali z visoko razpoložljivostjo in nizkimi stroški.
Kemično niklanje zagotavlja odlično odpornost proti koroziji in lahko zaščiti bipolarne plošče pred reakcijami raztapljanja in oksidacije, ki potekajo na katodi in anodi elektrolitske celice.
Naša kompetenca pri uporabi kemičnega niklanja na bipolarnih ploščah, skupaj z zmožnostjo obdelave velikih volumnov z učinkovitostjo, postavlja Micron srl v ospredje kot partnerja za proizvodnjo elektrolizatorjev za vodik v velikem obsegu, še posebej zdaj, ko se povpraševanje pospešuje.
Micron je razvil in interno proizvaja formulacije za kemično niklanje, pri čemer je izpopolnil tehnično izkušnjo, potrebno za zagotavljanje učinkovite depozicije na različnih vrstah nerjavnega jekla in titana.
Za več informacij o naših storitvah kemičnega niklanja in za odkrivanje, kako lahko podpremo vaš projekt elektrolizatorjev za proizvodnjo vodika, nas ne oklevajte kontaktirati. Obiščite našo spletno stran ali nas neposredno kontaktirajte za svetovanje ali za zahtevo po predračun.
Mehanski komponenti sistema za skladiščenje in prenos H2 v vozilih
Komponente vodikovega sistema v električnih vozilih - med njimi telesa ventilov, reduktorji in deli bomb - potrebujejo zaščito pred korozijo. Kemično niklanje in anodizacija jih lahko zaščitita pred korozijo in obrabo, podaljšata njihovo trajnost in povečata zanesljivost.
Bombe, telesa ventilov in reduktorji, ki se uporabljajo za skladiščenje, nadzor pretoka in regulacijo tlaka vodika, so lahko izpostavljeni koroziji in obrabi zaradi mehanskega trenja in izpostavljenosti atmosferskim ali kemično agresivnim dejavnikom. Kemično niklanje in anodizacija zagotavljata zaščito, povečata odpornost in podaljšata njihovo operativno življenjsko dobo.
Pogosto so te komponente izdelane iz aluminijevih zlitin, lahkega, ekonomičnega in enostavnega za obdelavo materiala. Durox se lahko pohvali z izjemno izkušnjo pri anodni oksidaciji aluminija, pri čemer zagotavlja rezultate, ki lahko izpolnijo najstrožje zahteve glede kakovosti in zanesljivosti za takšne komponente.
Zaključki: pomen površinske zaščite
Zaključimo lahko, da zaščita komponent vodikovega sistema s kemičnim niklanjem ali anodizacijo predstavlja priložnost za zagotavljanje njihove varnosti in trajnosti skozi čas. Korozija in obraba mehanskih komponent lahko povzročita uhajanje vodika in potencialno ustvarita nevarne situacije. Kemično niklanje in anodizacija izboljšata njihovo odpornost ter prispevata k večji varnosti celotne verige proizvodnje in uporabe vodika kot vira čiste energije.
Vodik predstavlja pomemben vir za prehod v trajnostno prihodnost, zaščita komponent, povezanih z njegovo proizvodnjo in uporabo, pa je ključnega pomena za zagotavljanje učinkovitosti in varnosti vozil na vodik v tem scenariju.
Ing. Giacomo Bordiga
