Nel sistema motore a celle a combustibile, oltre al componente principale dello stack elettrico, è estremamente importante anche il ruolo dei componenti ausiliari, come umidificatore, compressore d'aria, pompa di circolazione dell'idrogeno, eiettore, deionizzatore e pompa dell'acqua.
Durante il funzionamento del motore a celle a combustibile, il contenuto di acqua della membrana a scambio protonico (PEM) gioca un ruolo importante nelle prestazioni e nella durata dello stack elettrico: se il contenuto di acqua della membrana a scambio protonico è troppo basso, il protone non può essere condotto in modo efficace, le prestazioni dello stack elettrico diminuiscono e il funzionamento prolungato può persino causare danni alla membrana di scambio protonico e, in definitiva, il motore a celle a combustibile non può funzionare normalmente; se il contenuto di acqua della membrana a scambio protonico è troppo elevato, si verificherà un allagamento e neanche il motore a celle a combustibile potrà funzionare normalmente.
Se il contenuto di acqua della membrana a scambio plasmatico è troppo elevato, si verificherà un allagamento e il motore a celle a combustibile non funzionerà normalmente. Pertanto, la tecnologia di controllo dell'umidificazione dell'aspirazione è di grande importanza per mantenere il corretto contenuto di acqua della membrana a scambio protonico e migliorare le prestazioni del motore a celle a combustibile. Umidificare il gas di reazione che entra nel motore a celle a combustibile attraverso un umidificatore (Immagine 1) per mantenere il contenuto di acqua della membrana di scambio protonico in uno stato ottimale è un modo efficace per migliorare le prestazioni del motore a celle a combustibile.
Gli umidificatori devono avere una piccola resistenza al flusso, elevate prestazioni di umidificazione, produzione semplice e altri vantaggi, ma dovrebbero anche avere un buon trasporto delle molecole d'acqua e impedire il passaggio di altri componenti nell'aria. Tuttavia, gli umidificatori sono spesso soggetti alle molecole d'acqua o all'impatto dell'acqua, il che richiede che gli umidificatori a basse temperature abbiano anche una migliore resistenza agli urti. I materiali generali PA, MXD6 e nylon possono soddisfare solo i requisiti prestazionali dell'impatto delle alte temperature, se la bassa temperatura e la resistenza agli urti saranno ridotte.
Negli ultimi anni, il composito LFT PPS ha attirato l’attenzione come potenziale materiale per gli umidificatori dei motori a celle a combustibile grazie alle sue proprietà uniche.
Cos'è lFT PPS?
Il composito LFT PPS è un materiale composito termoplastico ad alte prestazioni costituito da lunghe fibre di vetro/carbonio incorporate in una matrice di resina di polifenilene solfuro (PPS). LFT PPS ha un'eccellente stabilità dimensionale, il che significa che non si deforma né si restringe all'impatto in condizioni di temperatura e pressione elevate e basse.
LFT PPS può migliorare l'efficienza e le prestazioni del motore a celle a combustibile fornendo un elevato grado di controllo dell'umidità. L'elevata stabilità dimensionale del composito LFT PPS consente un controllo preciso del livello di umidità, che è fondamentale per il funzionamento ottimale del motore a celle a combustibile. In secondo luogo, può aumentare la durata e la longevità dell’umidificatore resistendo alla corrosione e all’usura nel tempo. Ciò si traduce in un costo totale di proprietà inferiore per il sistema motore a celle a combustibile.
Vantaggi dei compositi PPS a fibra lunga LFT
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LFT PPS, un'elevata stabilità dimensionale del rinforzo in fibra lunga, la distribuzione delle fibre più lunghe nei componenti dell'umidificatore ha la stessa consistenza direzionale, che può assorbire la pressione/stress dall'esterno, insieme alla stabilità del PPS rispetto all'ambiente, che può migliorare notevolmente le prestazioni delle parti in plastica ad alte/basse temperature, ad esempio la resistenza agli urti.
Oltre ai suoi vantaggi tecnici, il composito LFT PPS è anche un materiale sostenibile ed ecologico. Il suo processo di produzione genera meno rifiuti e consuma meno energia rispetto ai tradizionali metodi di lavorazione dei metalli. Inoltre, può essere riciclato e riutilizzato al termine della sua vita utile, riducendo l'impatto ambientale del sistema motore a celle a combustibile.
L'uso del composito LFT PPS per gli umidificatori dei motori a celle a combustibile offre numerosi vantaggi rispetto ai materiali tradizionali. Migliora le prestazioni e la longevità dell'umidificatore riducendo al contempo il costo totale di proprietà del sistema motore a celle a combustibile. Inoltre, il composito LFT PPS è un materiale sostenibile ed ecologico, il che lo rende un’opzione interessante per le future applicazioni nella tecnologia delle celle a combustibile.
