燃料電池的可靠運行
氫氣供應和水分離的功能整合的系統解決方案——與Proton Motor Fuel Cell GmbH 的合作

Bürkert 的流體部件已在氫氣多種應用中證明了其可靠性。為 Proton Motor Fuel Cell GmbH 的燃料電池開發了陽極供應和水分離的整合系統解決方案。應對氣候危機和改善碳足跡的一個建設性方法就是使用綠色氫能。燃料電池系統是一種生態的和可持續的能源供應解決方案,既適用於固定式應用,也適用於流動式應用。流體部件有助於實現可靠和安全的功能。由閥門和相關感測器組成的功能整合的系統解決方案可確保燃料電池陽極回路中精確的氫氣計量、可靠的氫氣切斷和精確的水分離,並可小巧地安裝在燃料電池堆上。
精確安全地計量氫氣
透過 HyStack® 400,Proton Motor Fuel Cell GmbH 公司開發出了小巧型燃料電池模塊,輸出功率從 21.3 到 49.7 kW 不等,因此適用於廣泛的應用範疇。在 HyShelter® 中,燃料電池模塊以可擴展的方式排列,形成一個混合型集裝箱解決方案。
可擴展的 HyStack® 400 燃料電池輸出功率從 21.3 到 49.7 kW 不等,因此適用於各種應用。
事實證明,Bürkert 在氫氣生產、分配和利用的各個範疇都擁有豐富的經驗,是開發所需流體解決方案的得力合作夥伴。燃料電池製造商在以前的項目中也曾使用過 Bürkert 閥門技術。產品組合包括大量流體元件,其材料可滿足這些應用範疇的特殊要求,並為各種系統解決方案奠定了基礎。在所述應用中,開發了用於陽極供應和水分離的小巧型閥塊,透過流體螺絲連接直接固定在電池堆的介質適配器板上,只需很小的安裝空間。「我們的合作夥伴使用 3D 打印技術製造的介質適配器板不僅僅是一個機械介面。它們是一個多功能組件,還能監控各個部分的壓力和溫度,並確保與上層系統一起實現正確的溫度控制」,Robert Baustädter 補充說。這意味著即使在零度以下,燃料電池也能迅速投入運行。

「對於模塊的氫氣供應和水分離,我們一直在尋找一種經過驗證的、可整合的系統解決方案,它能滿足我們的流體要求,並與燃料電池堆模塊有明確的介面。這些系統對燃料電池的功能至關重要,因為它們調節陽極輸入端的氫氣供應,還負責安全關斷。在陽極輸出端,他們必須確保氣體吹掃和水分離。」
陽極塊中的調節閥
在陽極塊中,一個調節閥用於供應氫氣,一個截止閥用於安全切斷氫氣。整合的壓力感測器可檢測設定壓力。還安裝了一個壓力開關作為冗餘安全組件。這個 安全截止閥(6440 型) - 這種伺服控制活塞閥已在氫氣的其他應用中得到驗證。插塞和磁芯引導管焊接在一起,以提高抗壓和抗洩漏能力。閥體的形狀和表面處理品質可實現最大流速。線圈由高度耐化學腐蝕的環氧樹脂模塑而成。第二種 閥門(6020 型) - 直動式比例閥用於氫氣的壓力調節。由於整合了截止功能及密封功能,這種閥門已在氫氣和燃氣的多種應用中使用。具有插裝式和法蘭式閥體,以及帶汽車連接器的電磁線圈,防護等級為 IP6K9K,適用於燃料電池系統。
已開發出用於陽極供應和水分離的小巧型系統模塊,可透過流體螺絲連接直接固定在電池堆的介質適配器板上。
分離水和氫氣
在燃料電池系統中,輸入陽極的氫氣永遠不會被完全消耗。透過所謂的再循環回路,未使用的氫氣不會被浪費,而是回流到燃料電池堆中。在陽極輸出端,帶有兩個整合閥門的水分離器一方面確保燃料電池系統的吹掃過程得以進行,另一方面確保燃料電池堆中化學反應過程中產生的水得以分離。兩個直動式 柱塞閥(7011 型) 閥芯和磁芯引導管焊接在一起,以提高抗壓和抗洩漏能力。可根據應用情況調整密封材料。這是因為閥門不僅必須精確可靠地運作,還必須配合特殊的應用範疇。以氫氣為例,所使用的材質在與去離子水一起使用時不能變脆,也不能被腐蝕。

「由於 HyStack® 400 用於陽極供應和水分離的流體系統解決方案已經經過了驗證,我們今後將繼續與 Bürkert 密切合作。目前正在研發的 HyStack® 200 輸出功率為 4 至 11 kW,原則上採用相同的流體系統,只是閥門的標稱尺寸較小。在這方面,我們也將受惠於流體專家的專業知識」。