Two white hydrogen pipelines

氢气被视为是达成能源转型和实现碳中和的关键助力,尤其在难以实现电气化的行业和应用中(如化学品和钢铁生产、长途卡车运输和海运)。

氢应用面临诸多巨大挑战  

由于氢气在燃烧后会形成水,而非有害废气,因此在可持续性发展方面具有更大的潜力。 它可能是市场上最清洁的能源形式之一。

然而,氢气应用面临诸多巨大挑战。 其中包括高达 1000 bar 的压力、-253 °C(液化氢)至 650 °C - 950 °C(固体氧化物电解器和燃料电池)的极端温度,以及爆炸的固有风险。 这是因为与其他燃料(如甲烷、丙烷和汽油)相比,氢气具有非常低的燃点和明显更大的可燃性范围。

此外,由于氢元素很轻,因此在正常温度与压力条件下会占据较大体积。 因此,氢气需要事先进行压缩或液化方可实现高效输送。

氢产业链的新发展-从源头到终端应用 

尽管氢气在工业精炼工艺中应用已有数十年,仍有许多新的应用可能性,如通过水电解生成绿色氢、转换为合成燃料以及电动汽车的燃料电池。

这些应用将需要全新的系统和技术,以及满足设计要求的可靠材料和组件。 在燃料电池汽车或住宅供电等领域部署时,传感器广泛用于监测整个系统的安全性,包括氢气罐。 传感器组件的坚固性、安全性和使用寿命对于防止严重事故至关重要。 气密性传感器密封件和外壳可帮助提供所需保护。
氢行业供应链图

氢价值链(示意图)

氢气产业链的安全性和可靠性

观看肖特特种玻璃如何提高氢气行业的安全性和效率。 

用于提高安全性和效率的技术 

作为世界领先的创新密封馈通件和元件供应商,肖特可提高整个氢气行业的效率和安全性,涵盖从生产、转换、运输存储到移动和固定应用的所有阶段。 肖特提供多款密封元件,包括传输电力及数据信号的馈通件、用于过程监测的密封光学入口以及燃料电池的密封材料等。

生产

肖特密封玻璃可在固体氧化物电解槽(SOEC)中实现气密密封。 因此,它们可将多个电池安全稳定地组合成 650 °C 至 950 °C 的高性能电池堆。作为一种密封材料,玻璃不仅具有出色的密封性和极高的耐高温性,而且在工作温度下具有出色的化学稳定性和更高的电阻。 肖特提供种类繁多的高纯度玻璃,而且具有专门的熔融和研磨设施,可确保最佳可再现性。

玻璃用作密封材料

生产和转换

ViewPort® 过程分析技术(PAT)元件是气密性光学传感器贯穿件,可用作拉曼或荧光探针的容器。它们配有气密密封的高精度光窗,可以牢固连接到标准端口(如 Ingold,PG13.5)。ViewPort® 元件可实现在线或原位监测,因此可在 Power-to-X(生物)反应器或热解反应器应用中提高产量,并实现实时过程控制和自动化。

科学家使用光谱仪借助肖特 ViewPortTM 光学访问监控反应器

运输与储存

肖特用于液态和压缩氢气应用的馈通件能够为膨胀机、压缩机和潜液泵等设备安全的提供提供安电力和控制仪表信号。 与聚合物产品不同,肖特 Eternaloc® 馈通件仅采用无机、不易老化的材料进行密封,即使使用多年,也无需维护。

肖特拥有数十年的低温气体经验。 自 1985 年以来, Eternaloc® 馈通件已出现在全球成千上万种液化气体应用中,证明了其可靠性。 它们可承受极高的压力和热冲击,即使在事故中也能保持绝对密封。 它们还符合许多防爆要求,如 ATEX 和 IECEx。

低温环境下的潜液泵

终端应用

在汽车行业,肖特提供众多强大的密封传感器馈通件和封装组合,特别适合严苛环境中的应用。 凭借卓越的耐压性、耐温性、耐腐蚀性和极低的短路和电气泄漏风险,它们可为很多高安全要求的应用提供长期的保证。

数十年来,肖特的玻璃-金属密封外壳一直被用于保护敏感的汽车电子元件和传感器,如温度、压力、气体和流体传感器。 在氢气领域,肖特的玻璃-金属馈通件已用于燃料电池汽车(FCV)的储罐内部温度传感器。

自 1990 年代以来,肖特密封玻璃在固体氧化物燃料电池(SOFC)的应用中一直保持着良好的记录。 从分散式发电系统到基于燃料电池的游轮,我们的密封玻璃可用于各种终端应用。

用于汽车传感器的密封封装和馈通件系列
用于氢气生产的肖特密封封装和密封材料

Kristina Gruber, Business Development Manager and Project Manager Hydrogen at SCHOTT Electronic Packaging

氢能是未来实现碳中和的主要力量

作为一种替代燃料,氢在全世界的低碳能源发展中起到重要作用。肖特电子封装部门氢能项目经理 Kristina Gruber 介绍了肖特如何推动氢能的使用,以及肖特为氢能应用领域提供的特种玻璃产品系列。

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