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面向清洁车辆的轻质且具成本效益的储氢罐

作者 Bert Keestra
Application Development Engineer

随着零排放法规日益严格以及消费者对清洁出行的需求增长,汽车行业正在转向氢燃料电池。这类燃料电池能够解决电池电动汽车(EV)面临的性能难题,但对满足严格安全和耐久标准的轻质、高性价比储氢罐提出了更高要求。

氢气储罐:重量、成本与性能挑战

氢燃料电池是推动交通运输向清洁能源转型的关键组成部分,具备加注速度快、续航里程长和零排放等优势。然而,长期以来氢能汽车的应用受限于传统钢制和铝制高压储罐的重量与成本。这些高密度材料降低了车辆载重能力和燃油经济性,在环保要求日益严格的市场环境下竞争力不足。

为克服上述障碍,制造商正逐步转向工程热塑性塑料。先进材料能够优化结构设计、降低生产成本,并使IV型氢气储罐的重量减轻高达70%。然而,所选材料需满足严格的性能要求,包括对以下工况的耐受性:

  • 快速加注和释压过程中产生的力学应力综述。
  • 极端温度范围从-40°C至85°C。
  • 渗透泄漏可确保高压下储氢的安全性。

虽然高密度聚乙烯(HDPE)常用于该领域,但其为满足渗透标准需要更厚的壁厚,并且易发生起泡现象。标准级PA6虽然具有高性价比,但在零下温度易变脆,限制了其可靠性。为解决这些挑战,制造商需选择在成本、性能与合规性之间取得平衡的材料。

Akulon® Fuel Lock和Durethan®:应用于IV型储氢罐的成熟解决方案

恩骅力推出Akulon® Fuel LockDurethan®以满足对轻量化、可持续储氢罐日益增长的需求。这类先进型PA6专为IV型高压容器设计,具备诸多技术优势:

  • 减重优势:Akulon和Durethan比传统钢制解决方案轻70%,提升了整车载荷能力和燃油经济性。
  • 高机械强度:材料在储氢罐全寿命周期内,展现出优异的抗冲击性能和尺寸稳定性。
  • 卓越的渗透阻隔性:材料最小化氢气泄漏,显著提升车辆安全性和燃料利用率。
优异的耐温及阻隔性能

Akulon Fuel Lock和Durethan以其独特的化学结构,在性能上超越HDPE与PA11。在热应力下提供更高安全裕度,可在高达85°C环境下稳定运行。于-40°C低温环境中的快速充装试验也证实Akulon Fuel Lock和Durethan可保持结构完整性,是极端工况车辆的理想材料选择。

优化的成本效益与设计灵活性

突出的产品特性之一Akulon Fuel Lock 和 Durethan 的一大优势在于其兼容多种加工工艺,包括注塑、吹塑、旋转成型和管材挤出。这种工艺多样性使制造商能够将材料集成到现有的生产线上,仅需最小的调整,从而降低成本并减少工艺复杂性。

其加工特性同样支持轻质、薄壁结构的设计,并可缩短复合层生产过程中的固化时间。恩骅力通过实际的计算机辅助工程(CAE)支持进一步提升这些效率,包括用于预测渗透行为和优化储氢罐设计的相关工具。

在恩骅力,我们致力于加速可持续交通转型。通过与汽车制造商及OEM紧密合作,我们确保我们的材料解决方案能够应对其严苛的设计、成本与性能挑战。我们携手共建,以创新、环保解决方案和零排放交通为特征的未来。

了解Akulon® Fuel LockDurethan®如何改变您的储氢罐制造方式。立即联系我们或访问plasticsfinder.envalior.com获取更多信息。

Bert Keestra
Application Development Engineer

Bert Keestra 在荷兰埃因霍芬理工大学(TU/e)学习化学工程。完成同校高分子技术博士学位后,他加入 Envalior,任职于材料科学的企业研究部门。2010年,他调任至工程材料业务单元,担任产品开发专家,随后成为应用开发工程师,专注于复合材料压力容器领域。

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