PTFE Tætninger

Forbedrer effektiviteten af og sikkerheden omkring elektrolysatorer og brændselsceller

Bredt udvalg af pakningsdesign og -materialer til vigtige komponenter, der understøtter bæredygtig og effektiv produktion og brug af brint

Prädifa-teknologiafdelingen hos Parker Hannifin, som er globalt førende inden for Motion & Control-teknologi, har udviklet en bred vifte af pakningsteknologier, der er skræddersyet efter de særlige krav til elektrolysatorer og brændselsceller – navnlig de bipolære plader, der anvendes i cellestablerne. Sortimentet strækker sig fra gummirammepakninger over sprøjtestøbte kompositpakninger til PTFE-pakninger, der også fås i XXL-størrelser.

Afgørende for effektivitet og sikkerhed

Elektrolysatorer og brændselsceller spiller en vigtig rolle i forbindelse med bæredygtig produktion og brug af brint. Det er systemer, der fra et teknologisk perspektiv er nært beslægtede med hinanden. Deres sammensætning og funktionsprincip er grundlæggende ens, men funktionsprincippet for en brændselscelle er omvendt for en elektrolysator. Elektrolysatorer og brændselsceller kan variere i størrelse, cellekemi og driftsparametre og til dels have forskellige krav afhængigt af deres teknologi. Uagtet det specifikke tekniske design er den stabel, der er ansvarlig for den kemiske reaktion, altid central for systemet. Den består af forskellige komponenter, herunder brændselscellens eller elektrolysatorens elektrokemiske hjerte: membranelektrodeenheden (Membrane Electrode Assembly, MEA).

Dermed er de bipolære plader et centralt element i stablen. De fungerer som forbindelseselementer mellem de enkelte celler og muliggør transport af gasser og væsker mellem elektroderne. Ud over gasfordeling og køling af stablen er de ansvarlige for at tætne stablen mod ydersiden. Pålidelig tætning af bipolære plader er en af de største udfordringer ved design af brændselscelle- eller elektrolysatorsystemer. Utilstrækkelig tætning kan føre til gaslækager eller tab af elektrolytter, hvilket kan forringe systemets ydeevne eller medføre sikkerhedsproblemer. De anvendte pakninger er afgørende for effektiviteten og sikkerheden i systemet som helhed, og både pålidelig tætning mod ydersiden og effektiv adskillelse af procesgasserne i systemet er afgørende for optimal ydeevne for brændselsceller og elektrolysatorer.

Pakningsteknologi til bipolære plader

Driftsforholdene i brændselsceller eller elektrolysatorer skaber store udfordringer for pakningerne. Alt efter hvad systemets funktionsprincip er, skal de kunne modstå høje tryk, høje temperaturer og/eller korroderende medier, samtidig med at det skal sikres, at hverken reaktanter, produkter eller elektrolytter kan slippe ud på en ukontrolleret måde. Det er en forudsætning for at sikre, at de strenge krav til brændselscelle- og elektrolysatorsystemers driftslevetid og sikkerhed overholdes.

Ud over egnede materialer kræver det et enkelt og driftssikkert pakningsdesign, der er nemt at montere, som muliggør omkostningseffektiv og pålidelig masseproduktion. Til dette formål har Parker Prädifa udviklet en omfattende portefølje af forskellige pakningsteknologier i en bred vifte af størrelser og former. Den strækker sig fra elastomerrammepakninger til kompositløsninger med pakninger, der forbindes med bærerammer eller direkte til den bipolære plade eller andre komponenter i stablen (f.eks. monteringsrammer, gasfordelingsstrukturer eller membraner). Til barske anvendelsesforhold og særligt høje krav til driftslevetid fås også PTFE-pakningsteknologier. I oversigten nedenfor opsummeres kort de forskellige løsningers anvendelsesmuligheder og fordelagtige egenskaber:

Gummirammepakninger

er en omkostningseffektiv løsning. De kan fremstilles enten på klassisk vis i en form eller ved kontinuerlig ekstrudering i stort set hvilken som helst størrelse eller form, der ønskes. Egnet til temperaturer på op til 250 °C. God tøjning. Velegnet til brændselsceller (f.eks. PAFC, AFC, PEM) og elektrolysatorer (f.eks. AE, PEME).

Sprøjtestøbte kompositpakninger

kan anvendes direkte på en bipolær plade eller på en metal- eller plastbæreramme. Det sikrer en betragtelig reducering af monteringsfejl, -tid og -omkostninger og forenkler installationsprocessen. Behovet for pakningsriller kan elimineres i visse tilfælde. Pakningerne fås i store størrelser til elektrolysatorapplikationer (segmentfremstilling).

PTFE-pakninger

er særligt velegnede til applikationer, der kræver høj kemikalieresistens, som f.eks. ved stationære brændselsceller og elektrolysatorer, der arbejder med aggressive kemikalier. De er kendetegnet ved høj mediemodstand, lang levetid, gode elektriske isoleringsegenskaber og høj dimensionsstabilitet under belastning. Disse typer PTFE-pakninger fås også i specialmaterialer med forbedret gennemtrængningsadfærd og i XXL-størrelser på op til 4,5 meter.

Nærmere information om vores pakningsteknologier til bipolære plader kan findes her og her

Produktionsvirksomheden O.L. Seals i Helsinge både masseproducerer og specialfremstiller tætninger i PTFE til mange forskellige brancher blandt andet fødevareindustrien, offshore og vindmølleindustrien. Virksomheden beskæftiger over 40 medarbejdere og eksporterer i dag tætninger til hele verden; og vækstambitionerne er store. I 2027 skal omsætningen runde 100 millioner kr. Derfor har ledelsen fået sparring om at skalere virksomheden af Erhvervshus Hovedstaden gennem digitalisering, automatisering og proaktivt salg. Den udviklingshistorie fik gæsterne fra Gribskov Kommune og Erhvervshus Hovedstaden, da de var på fælles virksomhedsbesøg.

O.L. Seals eksporterer mere end 80% af sin produktion til hele verden. Fremadrettet vil virksomheden øge omsætningen ved at fokusere endnu mere på kundetilpassede løsninger til både det danske og udenlandske marked. Virksomheden har eksempelvis lige leveret en kundetilpasset løsning til medicinalindustrien, hvor der blandt andet er høje krav til, at materialerne er i overensstemmelse med gældende fødevarestandarder. Et af målene er, at omsætningen også skal øges gennem en større synlighed på digitale kanaler samt et større proaktivt salg af specialfremstillede tætninger. Den 1. marts 2023 startede således en ny sælger med fokus på hjemmemarkedet.

”Vi er kommet godt fra start med vores forretning i år og ser frem til at forstærke vores fokus på skaleringen af virksomheden i en travl hverdag. Virksomheden har vækstet de sidste to år, og den positive tendens ser ud til at fortsætte i 2023. Vi har ansat medarbejdere med kompetencer dels i salg og dels i udvikling & specialfremstilling af højkvalitetstætninger for at kunne lykkes med vores vækststrategi”, understreger Peter Kayser, der har valgt at optimere virksomhedens processer ved at investere i nyt produktionsudstyr og et nyt ERP-system, som samler alle virksomhedens arbejdsprocesser i et fælles IT-system.

Sparring med Erhvervshus Hovedstaden kom i stand via nyhedsbrev fra Gribskov Kommune
I sparringsforløbet med Erhvervshus Hovedstaden har virksomheden også fået idéer til den grønne omstilling og er blevet henvist til forskellige relevante samarbejdspartnere og rådgivere, blandt andet GTS-Instituttet Force Technology.

”Vi kom i kontakt med forretningsudvikler Jeanette Elgaard Carlsson fra Erhvervshus Hovedstaden, da vi læste om muligheden i Gribskov Kommunes nyhedsbrev til lokale virksomheder. Hun har givet os inspiration til at komme i gang med at skalere virksomheden gennem digitalisering, automatisering og salg”, fortæller Peter Kayser, der blev ansat som adm. direktør i virksomheden i november 2020.

Adm. direktør Katrine Paaby Joensen glæder sig over, at det tætte samarbejde mellem Gribskov Kommune og Erhvervshus Hovedstaden bidrager til at øge kendskabet til de mange tilbud i Erhvervsfremmesystemet og specifik i Erhvervshus Hovedstaden.

”Vi ønsker at styrke dialogen og samarbejdet med de 29 kommuner i regionen og deres lokale erhvervsliv. Det er ret vigtigt for os at fremhæve, at selvom vi hedder ’Erhvervshus Hovedstaden’, er vi her for virksomhederne i hele regionen”, understreger Katrine Paaby Joensen.