Empa stimuleert de ontwikkeling van waterstof-brandstofcelvoertuigen

Nieuwe grenzen verkennen:hoe Empa de ontwikkeling van waterstof-brandstofcelvoertuigen stimuleert

De Zwitserse federale laboratoria voor materiaalwetenschap en -technologie (Empa) voeren elke dag geavanceerd onderzoek uit, waarvan een groot deel gewijd is aan het koolstofarm maken van de Zwitserse economie. Empa's "move" mobiliteitsdemonstrator is een belangrijk onderdeel van deze inspanningen, die zich richten op hoe de transportsector kan profiteren van veelbelovende nieuwe technologieën zoals batterijaangedreven elektrische, waterstofbrandstofcelaangedreven elektrische en synthetische brandstofaangedreven voertuigen.

"Ons doel is om onderzoek om te zetten in verhandelbare innovaties", zegt Dr. Brigitte Buchmann, afdelingshoofd Mobiliteit, Energie en Milieu, Empa. “We zien onszelf als een brug tussen onderzoek en toepassingen.”

Waterstofmobiliteit is een onderwerp van groot belang voor 'bewegen'. Naast het doen van onderzoek op het gebied van waterstofopslag en waterstofgebruik, is een belangrijk onderdeel van hun missie het helpen tot stand brengen van wetenschappelijk onderbouwde ondersteuning voor de implementatie van nieuwe technologieën. In dit kader werd in samenwerking met de desbetreffende veiligheidsinstantie, Suva, een nieuwe door Swagelok ontwikkelde armatuurtechnologie voor hogedrukinstallaties geëvalueerd voor het eerste gebruik in de "move"-installaties. Deze evaluatie heeft geleid tot de herziening van de bestaande installatievoorschriften in Zwitserland, waardoor de nieuwe armatuurtechnologie beschikbaar is voor gebruik in de markt.

Empa en Swagelok werken sinds de jaren zestig samen en de relatie is blijven evolueren terwijl Empa nieuwe technologische grenzen verkent. Lees verder om te ontdekken hoe Empa en "move" klaar zijn om vooruitgang te blijven boeken in de snelgroeiende waterstoftransportruimte.

De inherente uitdagingen van waterstof overwinnen

Waterstof moet worden gecomprimeerd en onder hoge druk worden opgeslagen om de noodzakelijke energiedichtheid te bereiken. Het tanken van waterstof in een cilinder in een voertuig leidt tot een aanzienlijke temperatuurstijging in de waterstofcilinder. Om geavanceerde veroudering van het cilindermateriaal te voorkomen, moet waterstof vóór het tanken worden voorgekoeld tot -40°C. Empa evalueert alternatieven voor deze voorkoeling door gedetailleerde simulaties uit te voeren van alternatieve instroomgeometrieën en gedetailleerde thermodynamische analyses uit te voeren.

"Veiligheid is onze belangrijkste focus bij het ontwerpen en realiseren van waterstofexperimenten", zegt Christian Bach, hoofd van Empa's Automotive Powertrain Technologies Laboratory. "In deze context zijn we erg geïnteresseerd in samenwerking met industriële partners zoals Swagelok, die ons hoogwaardige adviezen en producten bieden." Er zijn veel voorschriften en normen met algemene eisen en testmethoden voor veilige prestaties van waterstofinstallaties waar Empa in haar toepassingen aan moet voldoen.

FK-serie fittingen leverden permanent lekdichte prestaties, met een mechanische sterkte gelijk aan die van een gelaste verbinding.

Om veiligheidsproblemen te voorkomen en om aan de veiligheidseisen te voldoen, heeft Empa vóór Swagelok gelaste conus- en schroefdraadverbindingen gebruikt:Swagelok ^® FK-serie fittingen, die speciaal zijn ontwikkeld voor gebruik in waterstoftoepassingen. De fittingen van de FK-serie leverden de vereiste lekdichtheid, met een mechanische sterkte die gelijk is aan die van een gelaste verbinding. FK-fittingen zijn ook gemakkelijker te onderhouden, wat leidt tot lagere arbeids- en onderhoudskosten.

"De FK-serie werkte goed voor de waterstofopslagbehoeften van Empa", zegt Thomas Freund, algemeen directeur van Swagelok Zwitserland. "Het installatiegemak, gecombineerd met hun verbeterde veiligheid, betrouwbaarheid en lekdichtheid, waren de grootste voordelen."

Volledige ondersteuning voor een evoluerende toekomst

Terwijl Empa doorgaat met het ontwikkelen van oplossingen voor waterstofbrandstofceltechnologie, heeft het naast de productselectie nauw samengewerkt met Swagelok.

Als onderzoeksinstituut ziet Empa een regelmatige roulatie van universiteitsstudenten die de juiste training nodig hebben om met de systemen en technologie van 'move' te werken. "Aan het begin van elke universiteitstermijn hebben we studenten onze veiligheidsseminars gegeven over het installeren van buisfittingen, het buigen van buizen en andere basisbeginselen van veldtraining", zei Freund. "Het maakt deel uit van hoe Empa zorgt voor veiligheid op locatie en systeembetrouwbaarheid."

Empa vertrouwt ook op de lokale ontwerp- en assemblagediensten van Swagelok voor betrouwbare, voorgemonteerde subsystemen voor waterstofopslag in het "move" -laboratorium. Deze omvatten opslagtankassemblages en gasspruitstukken, waardoor "move" zijn activiteiten kan concentreren op onderzoek in plaats van tijdrovende systeemassemblage.

"Het is belangrijk dat onze industriële partners in staat zijn om samen met ons nieuwe uitdagingen aan te gaan en nieuwe technologieën te implementeren", zei Bach. "We hebben eerlijke en nauwkeurige informatie nodig om de best mogelijke systemen te bouwen, en dat krijgen we van Swagelok .”

Meer weten over Swagelok-oplossingen voor waterstoftoepassingen? Neem vandaag nog contact op met uw plaatselijke geautoriseerde Swagelok-verkoop- en servicecentrum voor meer informatie.