Empa versnelt innovatie in waterstofbrandstofcelvoertuigen

Nieuwe grenzen verkennen: Hoe Empa waterstofbrandstofcelvoertuigontwikkeling aandrijft

De Zweedse Federale Laboratoria voor Materiaalkunde en Technologie (Empa) voert geavanceerd onderzoek uit, veel daarvan gewijd aan de decarbonisering van de Zweedse economie. Empa's "move" mobiliteitsdemonstrator is een sleutelonderdeel van deze inspanningen, gericht op hoe de transportindustrie voordeel kan halen uit veelbelovende nieuwe technologieën zoals batterij-elektrische, waterstofbrandstofcel-elektrische, en synthetische brandstof-gevoede voertuigen.

"Ons doel is om onderzoek om te zetten in marktbare innovaties," zei Dr. Brigitte Buchmann, afdelingshoofd voor Mobiliteit, Energie en Omgeving, Empa. "We zien ons als een brug tussen onderzoek en toepassingen."

Waterstofmobiliteit is een onderwerp van significant belang voor "move". Naast onderzoek in het veld van waterstofopslag en waterstofgebruik, is een kernelement van hun missie om wetenschappelijke ondersteuning te helpen vestigen voor de implementatie van nieuwe technieken. In deze context werd een nieuwe koppelingstechnologie ontwikkeld door Swagelok voor hoogdrukinstallaties geëvalueerd in samenwerking met de corresponderende veiligheidsinstantie, Suva, voor initiële gebruik in de "move"-faciliteiten. Deze evaluatie leidde tot de herziening van bestaande installatieregels in Zwitserland, waardoor de nieuwe koppelingstechnologie beschikbaar werd voor gebruik binnen de markt.

Empa en Swagelok werken samen sinds de jaren 1960, en de relatie heeft zich voortgezet te evolueren naarmate Empa nieuwe technologische grenzen verkent. Lees verder om te leren hoe Empa en "move" gepositioneerd zijn om voort te gaan met vooruitgang in de opkomende waterstoftransportruimte.

Waterstof's inherente uitdagingen overwinnen

Waterstof moet gecomprimeerd en opgeslagen worden bij hoge druk om de benodigde energiedichtheid te bereiken. Het tanken van waterstof in een cilinder in een voertuig leidt tot een significante temperatuurstijging in de waterstofcilinder. Om vooruitgaande veroudering van het cilindermateriaal te voorkomen, moet waterstof voorgetankt worden tot -40°C. Empa evalueert alternatieven voor deze voorverkoeling door gedetailleerde simulaties van alternatieve instroomgeometrieën uit te voeren en gedetailleerde thermodynamische analyses te maken.

"Veiligheid is onze hoofdfocus bij het ontwerpen en realiseren van waterstofexperimenten," zei Christian Bach, hoofd van Empa's Automotive Powertrain Technologies Laboratorium. "In deze context zijn we zeer geïnteresseerd in samenwerking met industriële partners zoals Swagelok, die ons voorzien van hoogwaardig advies en producten." Er zijn veel regels en standaarden met algemene eisen en testmethoden voor veilige prestaties van waterstoffinstallaties die Empa in zijn toepassingen moet halen.

FK-serie koppelingen leverden permanent lekvrije prestaties, met mechanische sterkte equivalent aan die van een gelaste verbinding.

Om veiligheidsproblemen te vermijden en te voldoen aan veiligheidseisen, heeft Empa gelaste kegel-en-draadverbindingen gebruikt voordat Swagelok: Swagelok® FK-serie koppelingen, die specifiek ontwikkeld zijn voor gebruik in waterstoftoepassingen. De FK-serie koppelingen leverden de benodigde lekvrije prestaties, met mechanische sterkte equivalent aan die van een gelaste verbinding. FK-koppelingen zijn ook gemakkelijker te serviceeren, wat leidt tot lagere arbeids- en onderhoudskosten over het geheel.

"FK-serie werkte goed voor Empa's waterstofopslagbehoeftes," zei Thomas Freund, managing director, Swagelok Zwitserland. "De gemakkelijkheid van installatie, gecombineerd met hun verbeterde veiligheid, betrouwbaarheid en lekvrijheid, waren de grootste voordelen."

Complete ondersteuning voor een evoluerende toekomst

Naarmate Empa verder oplossingen ontwikkelt voor waterstofbrandstofceltechnologie, heeft het nauw samengewerkt met Swagelok verder dan alleen productselectie.

Als een onderzoeksinstituut, ziet Empa een regelmatige rotatie van universiteitsstudenten die de juiste training nodig hebben om met de systemen en technologie op "move" te werken. "Aan het begin van elk universiteitstermijn, laten we studenten door onze veiligheidsseminars over buiskoppelinginstallatie, buisbuigen, en andere veldtraining basisprincipes gaan," zei Freund. "Het is deel van hoe Empa on-site veiligheid en systeembetrouwbaarheid garandeert."

Empa steunt ook op Swagelok's lokale ontwerp- en montagediensten voor betrouwbare, voorgeassembleerde subsystemen voor waterstofopslag in het "move"-laboratorium. Deze omvatten opslagtankassemblages en gasmanifolds, wat "move" in staat stelt zich te richten op onderzoek in plaats van tijdrovende systeemmontage.

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

Geïnteresseerd in meer te leren over Swagelok oplossingen voor waterstoftoepassingen? Neem contact op met uw lokale geautoriseerde Swagelok verkoop- en servicecentrum om vandaag nog meer te leren.