Soluzioni di filtrazione di energia alternativa

Il carburante a idrogeno può essere contaminato da olio, acqua, gas e composti di zolfo. Per garantire che la cella a combustibile sia protetta, è fondamentale disporre di un filtro installato su un veicolo.

Per risolvere questo problema, Donaldson può fornire un filtro per carburante ad alta pressione (fino a 420 bar) e un filtro a bassa pressione (inferiore a 25 bar).

Il funzionamento di una cella a combustibile richiede dell'aria e la purezza di tale aria può influire notevolmente sulle prestazioni e sulla durata della cella a combustibile. Il tipico mezzo filtrante per l'aria catodica delle celle a combustibile è costituito da più strati, tra cui uno strato di carbone attivo, uno acido e uno basico, e uno strato di filtrazione della polvere.

Donaldson vanta oltre un secolo di esperienza nella fornitura di soluzioni innovative per ambienti polverosi e ha applicato le competenze acquisite ai suoi prodotti con filtri catodici per celle a combustibile.

Siamo in grado di offrire:

• elemento dedicato
• completamente personalizzato
• prodotti da catalogo 
• solo filtrazione chimica

L'acqua liquida può rappresentare una sfida per le celle a combustibile in diverse aree:

• Il filtro dell'aria di aspirazione deve rimanere il più asciutto possibile, pertanto l'eventuale presenza di acqua deve essere rimossa prima che l'aria raggiunga il filtro dell'aria di aspirazione.
  
  
• La cella a combustibile può essere potenziata mediante un turbocompressore in applicazioni ad alte prestazioni. In questo scenario, nello scarico è presente una turbina ad alta velocità che deve essere protetta dalle goccioline di liquido.
  
  
• Vi sono applicazioni in cui è necessario controllare lo scarico di acqua liquida, fuori dal tubo di scappamento.

Le celle a combustibile con membrana a scambio protonico si affidano a uno ionomero di acido perfluorosolfonico (PFSA), che si gonfia se esposto a umidità elevata e si contrae quando i livelli di umidità sono bassi. Tali rigonfiamento e contrazione possono causare una sollecitazione meccanica e un eventuale guasto allo ionomero, rendendo necessario il rinforzo per il sistema di PEM ad alte prestazioni.

Il PTFE espanso è il materiale ideale per rinforzare lo ionomero grazie alla resistenza meccanica, alla resistenza chimica e all'elevata porosità per cui si caratterizza. Lo scheletro in ePTFE svolge un ruolo fondamentale nel garantire la durabilità meccanica in microscala ed è un componente necessario nella progettazione delle pile di celle a combustibile.

La pila di celle a combustibile è racchiusa in un alloggiamento provvisto di protezione per l'ingresso, che deve essere chiuso a tenuta per proteggere la cella a combustibile. Per raggiungere tale obiettivo, viene utilizzata una membrana di sfiato, che consente all'involucro di respirare, impedendo allo sporco e all'umidità di entrare nell'ambiente attorno alla cella a combustibile.

La membrana Tetratex® di Donaldson offre una soluzione durevole e traspirante per l'alloggiamento della cella a combustibile. Può essere integrata direttamente nell'alloggiamento per creare gruppi di sfiato che soddisfano requisiti applicativi specifici, fornendo sia protezione che ventilazione per le pile di celle a combustibile.

L'umidità della membrana della cella a combustibile è un fattore fondamentale per mantenere a un livello ottimale le condizioni operative dello ionomero nella cella a combustibile. Le celle a combustibile richiedono un livello elevato e stabile di umidità nell'elemento di rifornimento dell'aria per funzionare in modo efficiente. 

L'umidificatore è responsabile del trasferimento dell'umidità dai gas di scarico al flusso di aria in ingresso prima che entri nella cella a combustibile, garantendo che tale cella abbia il corretto livello di umidità per un funzionamento ottimale.

Il refrigerante utilizzato in una cella a combustibile con membrana a scambio protonico (PEM) svolge un ruolo fondamentale nella regolazione della temperatura della cella a combustibile e nella rimozione del calore disperso. Per garantire prestazioni ottimali, è necessario che il refrigerante abbia una costante dielettrica bassa e rimanga non conduttivo.

Nel tempo, gli ioni dei materiali utilizzati nelle piastre bipolari, nei radiatori e in tutti i componenti del circuito di raffreddamento possono migrare nel refrigerante e aumentare la conduttività elettrica.  Per contrastare tale fenomeno, il refrigerante viene fatto passare su una resina a scambio ionico che cattura detti ioni, garantendo pertanto che il refrigerante rimanga elettricamente non conduttivo.
 
Inoltre, per evitare che particelle di grandi dimensioni ostruiscano i canali nelle piastre bipolari, nel medesimo alloggiamento viene integrato uno schermo.