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Übersicht
Wasserstoff-Brennstoffzellen stellen eine aufstrebende Option für die Stromerzeugung dar, da der Motorenmarkt seine Abhängigkeit von kohlenstoffbasierter Energie verringern möchte.
Obwohl Brennstoffzellen schon seit einiger Zeit auf dem Markt sind, hat das Zusammentreffen von regulatorischen Änderungen, technologischen Fortschritten und dem Bestreben, Emissionen zu reduzieren, die Entwicklung von Brennstoffzellen als eine praktikable, saubere Energieoption vorangetrieben. Obwohl es derzeit keine „Standard“-Anwendungen gibt, arbeiten die Donaldson-Ingenieure und Experten für fortschrittliche Materialien seit über 20 Jahren mit OEMs und Tier 1/Tier 2-Zulieferern zusammen, um kundenspezifische Brennstoffzellenanwendungen zu entwickeln.
Unser Fachwissen in den Bereichen Luftansaugfiltration, Protonenaustauschmembranen und Entlüftungslösungen bietet die Flexibilität, Innovation und den entscheidenden Support, der für die Lösung komplexer Filtrationsaufgaben erforderlich ist. Genau das macht Donaldson seit über 100 Jahren. Wir setzen unsere Erfahrung und Kompetenz gerne für Sie ein
Lufteinlass
Brennstoffzellen-Luftansaugung
Die Herausforderung: Brennstoffzellen haben sehr spezielle Anforderungen an saubere Luft. Sowohl partikelförmige als auch chemische Verunreinigungen können die Leistung und Lebensdauer von Brennstoffzellen erheblich beeinträchtigen, weshalb es von entscheidender Bedeutung ist, dass Verunreinigungen aus der verwendeten Luft entfernt werden.
Die Lösungen von Donaldson
Zusätzlich zur Filterung von Staub und anderen partikelförmigen Verunreinigungen aus dem Luftstrom (ähnlich den Anforderungen für Verbrennungsmotoren) ermöglicht die Verwendung einer Kohlenstoffschicht zur Abscheidung chemischer Verunreinigungen den effektiven Betrieb der Brennstoffzelle.
Donaldson bietet maßgeschneiderte Lösungen, die hocheffiziente Medien und Kohlenstoffschichten beinhalten, um die Verschmutzungsquellen von Brennstoffzellen effektiv zu bekämpfen.
Abbildung 1:
Partikelfiltration
Donaldson nutzt eine Reihe von firmeneigenen Filtrationsmedien, einschließlich unserer bewährten Ultra-Web®-Technologie, um die beste Lösung für Ihre Anwendung zu entwickeln. Diese liefert saubere Luft und lange Filterstandzeiten, um Ihre Investitionsrendite zu unterstützen.
Chemische Filtration
Die maßgeschneiderten Medienoptionen von Donaldson umfassen eine effektive Filtration von:
- Schwefeldioxid (SO₂)
- Toluol (C6H5CH3) – Vertreter von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC)
- Butan (C4H10) – Vertreter von flüchtigen organischen Verbindungen (VOC)
- Siloxan-Arten
Kontaktieren Sie uns bitte für die Ionenentfernung oder Filtration weiterer chemischer Verunreinigungen einschließlich Ammoniak (NH3), Schwefelwasserstoff (H₂S), Stickstoffdioxid (NO₂).
Der Donaldson-Vorteil
Als weltweit führender Anbieter innovativer Filtrationslösungen für Motoren verfügt Donaldson über mehr als 105 Jahre Filtrations-Know-how und mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Entwicklung und Produktion von Luftfiltern und Filtern, die speziell diese doppelte Schutzstufe für Brennstoffzellen bieten.
Wir können diese Systeme in unsere bewährten ein- oder mehrstufigen Luftreiniger integrieren, oder sie können in proprietäre, von OEMs oder Tier 1/Tier 2-Lieferanten entwickelte Systeme integriert werden, die genau Ihren Spezifikationen entsprechen.
Membranen
Protonenaustauschmembrane
Die Herausforderung: Um die Gesamtkosten von Brennstoffzellen zu senken, fordern OEMs kleinere Brennstoffzellenstapel; je kleiner der Stapel, desto geringer die Kosten für die Zelle und die dazugehörigen Batterien und Kühlsysteme.
Protonenaustauschmembranen in Brennstoffzellen lassen nur positive Ionen von der Anode zur Kathode passieren und erzeugen dabei elektrischen Strom. Während die Haltbarkeit zum Teil von der Dicke dieser Membranen abhängt, werden kleinere, dünnere Membranen benötigt, um das Gewicht und die Kosten der Brennstoffzelle zu reduzieren.
Expandierte Polytetrafluorethylen (ePTFE)-Membranen werden als strukturelle Verstärkung innerhalb der Protonenaustauschmembran verwendet und müssen ein Gleichgewicht zwischen mechanischer Haltbarkeit und Stromdichte schaffen. Infolgedessen werden Leistung und Wirkungsgrad der Brennstoffzelle optimiert. Im Allgemeinen führen dünnere Membranen zu höheren Stromdichten (z. B. mehr Leistung), können aber die mechanische Haltbarkeit beeinträchtigen.
Die Lösungen von Donaldson
Durch das Angebot mehrerer ePTFE-Optionen, die eine Reihe von Spezifikationen und Anwendungen erfüllen, bietet Donaldson OEMs und Tier 1/Tier 2-Lieferanten:
- Dünne Membranen, die die Anforderungen für eine hohe Stromdichte unterstützen und gleichzeitig die mechanische Haltbarkeit des Stapels erhalten
- Reduzierte Stapelgröße und -gewicht
- Hervorragende mechanische Beständigkeit und hohe Festigkeit für eine lange Nutzungsdauer
- Konstante, zuverlässige Leistung
- Flexibilität, um die ePTFE-Membran unabhängig von der Beschichtung spezifizieren zu können, sodass OEMs die optimale Membran-/Beschichtungslösung und nicht eine vordefinierte (nicht optimierte) Lösung wählen können
Der Donaldson-Vorteil
Das umfangreiche Portfolio von Donaldson an Membranen wurde in jahrzehntelanger Forschungs- und Entwicklungsarbeit entwickelt und erfüllt weiterhin die strengen Leistungsanforderungen der Industrie, während es gleichzeitig die Anforderung von OEMs an eine geringere Stapelgröße unterstützt.
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Entlüftungen
Brennstoffzellen- und Batterieentlüftung
Die Herausforderung: Brennstoffzellen-Gehäuse müssen entlüftet werden. Dies sorgt für einen kontinuierlichen Druckausgleich und eine ausreichende Belüftung, während das Eindringen von Wasser und Verunreinigungen verhindert wird.
Die Lösungen von Donaldson
Brennstoffzellen-Entlüftungen
Während die Gehäuse der Brennstoffzellen abgedichtet werden müssen, müssen außerdem die Zellstapel entlüftet werden, um den Innen- und Umgebungsdruck auszugleichen. Donaldsons Expertise im Bereich der ePTFE-Membran- und Gehäuseentlüftungstechnologien bietet Lösungen für den Druckausgleich innerhalb des Stapels und hält gleichzeitig Wasser und andere Umweltverschmutzungen fern.
Die Tetratex® ePTFE-Membran von Donaldson vereint Langlebigkeit und Atmungsaktivität in einem einzigen Paket. Diese ePTFE-Membran kann auch direkt in das Gehäuse integriert werden, um Entlüftungsbaugruppen zu schaffen, die spezifische Anwendungsanforderungen erfüllen.
Zweistufige Batterieentlüftung
Mit dem Wachstum von Elektro-, Hybrid- und wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellenfahrzeugen spielen Lithium-Ionen-Batterien eine immer wichtigere Rolle in der Automobil- und Schwerlastmaschinenbranche. Bei brennstoffzellenbetriebenen Automobilen oder Maschinen werden Lithium-Ionen-Batterien verwendet, um die erzeugte elektrische Energie aufzunehmen, zu speichern und an die Antriebssysteme abzugeben.
Die zweistufige Batterieentlüftung von Donaldson hat sich als effektiv erwiesen, um die kritischen Anforderungen von Automobil-/Hochleistungsbatterien zu erfüllen. In der ersten Stufe erfolgt der Druckausgleich, während gleichzeitig das Eindringen von Wasser und Verunreinigungen verhindert wird. Die Entlüftung der zweiten Stufe wird bei schnellem Druck- und Wärmeaufbau vollständig geöffnet, damit sich ausdehnende Gase entweichen können und das Gehäuse des Batteriepakets nicht verformt wird.
Wir bieten eine Reihe von Standardentlüftungen für eine breite Palette von Anwendungen an.
Der Donaldson-Vorteil
Donaldson verfügt über jahrzehntelange Erfahrung in der Entwicklung effektiver, effizienter Filtrations- und Entlüftungsmedien für eine Vielzahl von OEMs und Tier 1/Tier 2-Lieferanten.
Unsere bewährten Lösungen für die kathodische Ansaugluftfiltration, ePTFE-Membranen und die Entlüftung von Batterien und Brennstoffzellen basieren auf erstklassiger proprietärer Technologie und jahrelangem technischen Know-how.
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Übersicht: Analyse Ihrer Bedürfnisse
Die Brennstoffzellentechnologie entwickelt sich in diesen spannenden Zeiten rasant. Wir würden Ihnen gerne mehr darüber erzählen, wie wir unser Fachwissen und unsere Filtrationstechnologien zur Bewältigung der heutigen Herausforderungen einsetzen. Wenn Sie mit einem unserer Experten für Filtrationstechnik sprechen möchten, klicken Sie bitte auf die Schaltfläche „Kontakt“ auf dieser Seite und senden Sie uns eine Anfrage für weitere Informationen oder Unterstützung.
Donaldson Brennstoffzellen-Lösungen
Donaldson bietet Erfahrung und Fähigkeiten für Lieferanten und Hersteller von Wasserstoff-Brennstoffzellen - einschließlich Ansaugluftfiltration, Membrantechnologie sowie Brennstoffzellen- und Batterieentlüftung.
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