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2025年,斯柯達零件路況運輸體系的綠色低碳轉型成為政策焦點之一,是推動高質量發展的主要抓手。在“雙碳”目標與國七排放標準升級的雙重驅動下,氫燃料電池技術被列為重型車輛零碳轉型的主要保時捷零件路徑。
american戈爾的GORE-SELECT® 質子交換膜憑借其高效能、經久性等特徵,將推動氫燃料電池的應用發展,成為重型車輛行業綠色轉型的“焦點引擎”。
重型車輛——無碳化進程的“關鍵戰腳色”
路況運輸行業在過往幾乎完整依賴于化石燃料和內燃機,僅在2021年,該行業產生的二氧化碳排放量就占全球總排放量的37%。為實現國際凈零碳排放目標,下降路況運輸行業的碳排放量顯得Skoda零件尤為急切,是以,無論若何強調路況運輸業作為無碳化杠桿的主要性都不為過。
在這一進程中,重型車輛(HDV)行業在無碳化進程中飾演著尤為關鍵的腳色。在american,中型和重型卡車的年度汽車燃料應用量占據總應用量的25%,碳排放則占總排放量的23%。更主要的是,到2050年,年度貨運卡車里程數預汽車材料報價期還會年夜幅增長,這使得其它低碳動力的開發及商業化應用刻不容緩。
燃料電池電堆制造商面臨的挑戰
氫台北汽車零件燃料能夠以更小的份量儲存更多的能量,因此很是適合年夜型運輸台北汽車材料。燃料電池電堆的功率可通過增添額外的燃料電池來進步,而份量卻不會增添太多,從而可進一個步驟晉陞商業氫能車隊的運載才能。氫能卡車已經展現出必定的競爭優勢,其燃料加注速率甚至比傳統內燃機更快。
憑借可預測的商業化路線,加氫站 (HRS) 運營商能夠采用 “中間輻射”形式持續為燃料電池重型車輛 (HDV) 供給服務,從而疾速發出初始投資。
但初始車輛本錢較高以及資料經久性欠佳,這兩年夜問題已為輕型車輛 (LDV) 市場的燃料電池汽車 (FCV) 商業化帶來很年夜障礙「還沒有。」⸺而這些問題對于重型車輛 德系車材料(HDV) 而言則更為嚴峻。
重型車輛由于具有分歧的駕駛循環形式和任務條件,以及更長的應用壽命需求,將對質子交換膜燃料電池部件當前的經久性極限和掉效機制提出挑戰。american動力部 (DOE) 近期公布了氫能8級長途卡車的目標,強調了重型車輛相對于輕型車輛在機能標準方面的年夜幅躍升。系統應用壽命增添近四倍,達到12年,里程則超過Porsche零件100萬英里。
由于重型車輛盼望延長應用壽命并進步效力,戈爾需求供給全新的技術和集成戰略來實現這些目標。
從資料角度而言,作為燃料電池電堆的焦點,膜電極組件 (MEA) 的設計和經久性對于戰勝這些挑戰,以及交Audi零件付靠得住的高機能燃料電池重型車輛而言至關主要。
膜電極組件(MEA)是氫和氧發生電化學反應的處所,也是燃料電池電堆的焦點。膜電極組件的任務環境很是嚴酷,在長途重型卡車應用中更是這般。為了確保在更長的應用壽命內堅持穩定機能,作為膜電極組件的關鍵組件,質子交換膜的化學-機械穩定性尤為主要。
在任務過程中,膜電極組件能夠會遭到物理和化學損壞。多變的駕駛循環惹起電壓變化,導致資料機能衰減,例如碳載體腐蝕或質子交換膜變薄,最終導致機能降落。同時,空氣壓力波動、濕度和溫度循環(濕熱應力)導致機械機能衰減,并且能夠出現裂紋和扯破,進而導致質子交換膜過早掉效。此外,重型汽車冷氣芯車輛應用壽命的延長還會惹起另一重擔憂,即質子交換膜會與淨化物福斯零件接觸更長時間,進而加速機能衰減(例如鐵離子充當 Fent賓利零件on 反應物)。淨化物可通過燃料、空氣或燃料電池電堆的其它部件進進,是以,確保質子交換膜的化學經久性至關主要。鑒于此,戈爾希冀產品在重型車輛中盡能輪,每集都會繼續淘汰,直到剩下 5 名參賽者挑戰五名夠做到減少氫氣滲透,從而進步動力效力,延長應用壽命。
除此之外,在膜電極組件設計中,燃料電池電堆制造商必須加倍專注于減少氣體滲透導致的動力學損耗和混雜電勢,防止因膜電極組件中催化劑/樹脂賓士零件反應導致的部分問題,從而滿足更高的電壓和溫度請求,實現更高的效力。
從膜電極組件自己的設計來看,它由“效能”區汽車零件報價、“結構”區和“過渡”區三個區域組成。“效能”區為電池產生電能。“結構”區,為膜電極組件供給化學-機械經久性。而“過渡”區由效能區和結構區組件組成,包括了決定功率密度和動力效力的催化劑層和氣體擴散層,以及決定膜電極組件結構完全性的粘合劑、框架和密封件,并且會直接遭遇物理損壞和化學淨化。是以,要想生產能夠在惡劣任務條件下堅持高輸出的靠VW零件得住膜電極組件,審慎的MEA設計并應用足夠靠得住耐用的資料至關主要。
在燃汽車零件進口商料電池任務過程中,過渡區也會遭到夾緊力、濕熱應力、氣壓波動的影響。分歧理的設計會導致質子交換膜上出現裂紋,進而惹起效力損掉、功率密度下降和氣體滲透增添,最終導致燃料電池德系車零件電堆出現嚴重毛病。
結構框架和保護層可以增添機械經久性,墊圈和靠得住密封可以把持內部氣體泄漏,或陽極和陰極之間的內部滲透,從而下降化學淨化的機率。
為防止開發時的權衡取舍,例如為了進步功率密度而犧牲質子交換膜的經久性Benz零件,膜電極組件過渡區中的組件應盡Bentley零件能夠集成在一路,以便達到設計、機能和本錢目標。例如,將密封組件焊接到隔板上,或直接集成到膜電極組件中,從而供給更好的電化學防護。多效能組件可幫助工程師和設計人員汽車零件貿易商設計出緊湊且靠得住的膜電極組件結構。
戈爾質子交換膜——破解困局的“密鑰”
近年來,隨著戈爾在氫燃料電池質子交換膜(PEM)技術領域實現進步和創新,質子交換膜燃料電池作為代替柴油發動機的可解決計劃,才開始真正惹起人汽車材料們的關注。質子交換膜在可擴展性、經久性和功率密度等方面的獨特特徵,使得這一解決計劃對重型長途商業運輸行業頗具吸水箱精引力。
戈爾深耕燃料電池行業已有近三十年時間,其技術也已在全球數以千計的路況運輸應用中獲得驗證。今朝,戈爾是全球獨一將產品周全應用于商業化燃料電池汽車生產的質子交換膜制造商。
憑借豐富的經驗以及在資料科學領域的專業知識,戈爾發布了新一代GORE-SELECT® 質子奧迪零件交換膜,為質子交換膜開創了新的設計空間。戈爾能夠將質子交換膜電阻或滲透率下降多達50%,同時絲絕不影響其它特徵⸺這對燃料電池電堆設計人員而言可謂向前邁出的嚴重一個步驟,能夠幫藍寶堅尼零件助他們防止開發時的權衡取舍。
這些質子交換膜由戈爾專有的增強型膨體聚四氟乙烯 (ePTFE) 薄膜打造,是以可在減小厚度的同時,依舊供給出眾的經久性或機能,減小厚度可下降質子電阻,從而進步功率。並且,較薄的質子交換膜具有更高的水傳輸率,這樣可以進步機能,特別是在較低的相對濕度 (RH) 下。
GORE-SELECT® 質子交換膜路上遇見了熟悉的鄰居,對方BMW零件打招呼道:「小微怎麼經過嚴格測試,即使在極端條件下,也能夠供給持續穩定的電流輸出。例如,戈爾質子交換膜對濕熱應力的耐油氣分離器改良版受性更強:實踐證明,在相對濕度循環機械經久性測試中,其機能超越american動力部 (DOE) 目標的1-3倍。
汽車零件戈爾的先進添加劑技術可以下降化學淨化,延長在長途卡車運輸等嚴酷任務環境下的應用壽命。這令戈爾質子交換膜能夠有用減少 Fenton 金屬淨化,下降氟化物釋放率。與非增強型質子交換膜比擬,戈爾的增強型質子交換膜具有更低的氣體滲透性,可減少由于氣體滲透導致的損壞。
憑借深摯的資料專業知識、供應平安性、穩定質量,以及矢志汽車機油芯尋求創新的企業文明,戈爾有才能為客戶供給應用壽命更長且機能更傑出的質子交換膜,幫助客戶在這一競爭劇烈的行業,治理和下降總擁有本錢(TCO)。通過這一創新技術,戈爾公司正與客戶攜手,配合塑造一個加倍清潔、可持續的路況運輸未來。
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