新挑戰(zhàn)的關(guān)鍵有時隱藏在過去。生產(chǎn)、儲存和運輸氫氣所需的設(shè)備和工藝就是這種情況。

那些希望升級其設(shè)備或設(shè)計新設(shè)備的人面臨的一個主要障礙是：缺乏能夠經(jīng)受住氫氣環(huán)境固有的極端挑戰(zhàn)的聚合物材料。

進(jìn)入Arlon 3000XT®--Greene Tweed公司在2014年開發(fā)的世界上第一種也是唯一一種基于PEEK的交聯(lián)聚合物--它使石油和天然氣公司能夠在越來越高的溫度和壓力下向更深的儲量發(fā)展。它的增強型產(chǎn)品現(xiàn)在可以滿足氫氣技術(shù)和未來設(shè)備的復(fù)雜需求，從燃料電池和電解器到壓縮機和閥門。

適應(yīng)的力量

"行業(yè)需求一直在推動格林-特威德公司的新材料和產(chǎn)品的開發(fā)。當(dāng)現(xiàn)有的碳填充PEEK材料不再適用于油田應(yīng)用的極端環(huán)境時，我們開發(fā)了Arlon 3000XT®。技術(shù)經(jīng)理Kerry Drake博士說："氫氣帶來的挑戰(zhàn)現(xiàn)在給我們帶來了另一個創(chuàng)新的機會。

例如，考慮一下電解器。為了從水和電之間的電化學(xué)反應(yīng)中產(chǎn)生氫氣，它們需要更高的工作溫度，以高效和具有成本效益的方式運作。此外，它們的部件會暴露在腐蝕性的化學(xué)品中。Kerry指出，現(xiàn)有的聚合物和復(fù)合材料可能無法滿足這些要求，他聲稱Arlon 3000XT®比其他高性能聚合物的耐化學(xué)性更強，是框架或墊圈等部件的理想選擇。他解釋了原因：在開發(fā)過程中，我們測試了在強酸、強堿和其他腐蝕性水溶液中的化學(xué)兼容性。它在200°C/392°F的長時間內(nèi)顯示出優(yōu)異的性能。"對于電解槽來說，在某些情況下，未交聯(lián)的PEEK或填充的PEEK的性能是不能接受的。然而，我們已經(jīng)看到，交聯(lián)在總體上改善了耐化學(xué)性和機械性能，所以交聯(lián)的、未填充的PEEK現(xiàn)在可能是這些環(huán)境的一個合適的解決方案。"他補充說。

電解器不是唯一需要與氫氣環(huán)境兼容的新材料的設(shè)備。"燃料電池需要能夠經(jīng)受挑戰(zhàn)的材料解決方案，如材料放氣、化學(xué)相容性或在溫度升高時機械性能的退化。壓縮機中的活塞環(huán)和閥門中的閥座已經(jīng)達(dá)到了現(xiàn)有材料的極限，可以在非常高的壓力下工作，而且不需要任何潤滑，"格林-特威德的行業(yè)拓展經(jīng)理Philippe Allienne說。據(jù)他說，Arlon 3000XT®之所以能夠應(yīng)對這些挑戰(zhàn)，是因為格林-特威德公司的科學(xué)家一直在不斷加強基礎(chǔ)技術(shù)，為特定的氫氣應(yīng)用開發(fā)定制化合物。

其中一個例子是填充等級。"未來的氫氣往復(fù)式壓縮機必須處理更多的極端環(huán)境，而過去的現(xiàn)有材料，如PTFE或PEEK的填充等級，將不再適用。我們知道，Arlon 3000XT®可以提供更好的性能。然而，這種材料并不是為磨損和摩擦應(yīng)用而開發(fā)的，所以我們必須對其進(jìn)行優(yōu)化，以改善其摩擦學(xué)特性，Kerry闡述道。他繼續(xù)用一個例子來解釋："你可以把它想成是一個面團(tuán)。這取決于你，你是想做比薩餅還是餅干。因此，我們修改了配方，使其成為一種適合往復(fù)式壓縮機中的磨損應(yīng)用的材料"。

驗證解決方案

Arlon 3000XT®的變革潛力并不僅僅是一種假設(shè)。為了確保解決方案能夠經(jīng)受住氫氣環(huán)境的考驗，格林-特威公司對該材料進(jìn)行了測試，作為由兩個美國國家實驗室領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)于材料在氫氣暴露下的行為的重要研究計劃的一部分。這些嚴(yán)格的高壓循環(huán)暴露試驗的結(jié)果表明，在氫氣應(yīng)用中所看到的極端條件下具有顯著的穩(wěn)定性，為其適用于氫氣應(yīng)用提供了切實的證據(jù)。

去碳化的理想材料？

Arlon 3000XT®的獨特性能使這種材料能夠突破現(xiàn)有傳統(tǒng)PEEK材料的極限。除了氫氣，Arlon 3000XT®還可以解決碳捕獲行業(yè)固有的挑戰(zhàn)，例如。研究表明，與金屬和其他塑料相比，基礎(chǔ)PEEK聚合物在用作吸收柱的填料時，可以提供卓越的潤濕效果*。使用交聯(lián)PEEK可以提高PEEK填料的高溫機械強度和耐化學(xué)性，使Arlon 3000XT®成為解決日益增長的脫碳趨勢所產(chǎn)生的材料挑戰(zhàn)的理想解決方案。

交聯(lián)是一種眾所周知的改善聚合物的耐化學(xué)性和減少膨脹的技術(shù)。此外，與PEEK相比，Arlon 3000XT®具有更高的溫度能力，可以在接近CCU CO2BOLs（有機結(jié)合液體）沸點的溫度下使用，其范圍可能在230至310℃之間。