Materiais avançados melhoram o desempenho e fiabilidade das células de combustível

A indústria automóvel global está a atravessar uma transformação profunda, impulsionada pela adoção de tecnologias avançadas e pela transição para a eletrificação. Embora as baterias de iões de lítio dominem o mercado, a tecnologia de células de combustível está rapidamente a emergir como uma alternativa viável. As células de combustível de hidrogénio, particulAs primeiras células de combustível de membrana de troca protónica (PEMFC), são cruciais para alcançar a mobilidade com zero emissões. As células de combustível apresentam vantagens distintas em relação aos veículos elétricos movidos a bateria. Contudo, a conceção de células de combustível fiáveis e eficientes exige a superação de desafios como a minimização da lixiviação iónica, a garantia de resistência hidrolítica e a manutenção da integridade mecânica sob condições extremas.

O núcleo da tecnologia de células de combustível PEM

Os sistemas de células de combustível, alimentados por PEMFC, convertem hidrogénio e oxigénio em eletricidade, água e calor. No centro de cada stack de células de combustível existe uma estrutura em camadas, composta por placas bipolares, camadas de difusão de gás (GDLs) e a membrana de troca de protões (PEM) com um catalisador de platina. Este sistema (consulte a Figura 1 abaixo) facilita o movimento dos iões de hidrogénio, enquanto os eletrões geram corrente elétrica ao circular por um circuito externo.

No entanto, contaminantes como enxofre e monóxido de carbono podem envenenar o catalisador de platina, reduzindo a eficiência e obstruindo a PEM. Adicionalmente, as células de combustível operam sob condições severas, incluindo temperaturas de 80°C a 120°C, humidade próxima de 100% e valores de pH ácido entre 3 e 5. Isto cria uma necessidade urgente de materiais com baixa lixiviação iónica, excelleresistência hidrolítica notável e estabilidade química superior.

Xytron® PPS: O material ideal para componentes de células de combustível

Através de investigação aprofundada, a Envalior identificou o polissulfeto de fenileno (PPS) como o material de eleição para componentes de PEMFC.Xytron PPS 4080HR, um grau proprietário, foi especificamente desenvolvido para proporcionar desempenho líder na indústria, permitindo sistemas de células de combustível de elevada durabilidade e eficiência. As principais vantagens incluem:

Resistência superior à lixiviação iónica: Xytron minimiza a contaminação iónica mesmo a 120°C, preservando a funcionalidade do catalisador e garantindo eficiência ótima da célula de combustível.
Resistência hidrolítica e química excecional: Com robustez incomparável e retenção de propriedades mecânicas em ambientes hidrolíticos, o Xytron supera todos os outros PPS e poliftalamidas (PPA).
Estabilidade dimensional: Resistência excecional à fadiga e à deformação assegura a integridade do sistema ao longo de ciclos de vida prolongados.fetimes.
Resistência melhorada da linha de soldadura: Resistência superior da soldadura antes e após envelhecimento hidrolítico e térmico, garantindo fiabilidade mecânica.

Estas propriedades tornam o Xytron o material de eleição para componentes críticos, como placas de distribuição de meios, placas de isolamento e válvulas de regulação de pressão de hidrogénio.

A experiência da Envalior estende-se para além dos componentes de PEMFC a outros elementos críticos de sistemas de células de combustível. Por exemplo, os tanques de armazenamento de hidrogénio Tipo IV beneficiam de soluções avançadas de materiais, incluindo um reservatório interior em poliamida 6 moldado por sopro, envolto em fita UD reforçada com fibra de carbono. Este design consegue baixo peso e permeabilidade mínima ao hidrogénio, sem comprometer a resistência ou a segurança sob alta pressão (70 MPa).

A impulsionar a inovação e a sustentabilidade

O Xytron PPS 4080HR da Envalior responde aos desafios mais significativos no desenvolvimento de sistemas de células de combustível, assegurando fiabilidade, eficiência e ecosoluções sustentáveis para a indústria automóvel. Com desempenho incomparável, este material está preparado para revolucionar a fabricação de células de combustível, ajudando OEMs e fornecedores Tier a alcançar os seus objetivos de sustentabilidade e desempenho.

Para saber mais sobre Envalior PPSXytron grades,contacte a nossa equipa ou visite plasticsfinder.envalior.com. Vamos construir juntos um futuro mais limpo e sustentável.