Vacuümoplossingen voor de waterstofindustrie Waterstof als energiebron van de toekomst – een groeiende industrie
Waterstof als energiebron van de toekomst – een groeiende industrie
Naarmate de wereld overschakelt op schonere energie, ontstaat waterstof als een belangrijke oplossing om de koolstofuitstoot te verlagen. Net als in veel andere industrieën speelt vacuümtechnologie een cruciale rol in de waterstofindustrie, bijvoorbeeld voor productie, opslag, transport en hantering.
Van elektrolyse tot brandstofcelproductie, vacuümpompen en -systemen helpen bij het creëren van optimale procesomstandigheden, het voorkomen van verontreiniging en het verbeteren van de efficiëntie. Gezien de hoge ontvlambaarheid van waterstof is een betrouwbare lekdetectie essentieel voor de veiligheid.
Als leider op het gebied van vacuümtechnologie loopt Leybold voorop op het gebied van innovatie en biedt het oplossingen die het volledige potentieel van waterstof als schone energiebron ontsluiten.
Waterstof wordt ingedeeld in verschillende kleurcodes op basis van de productiemethode:
- Groene waterstof - Geproduceerd met behulp van hernieuwbare energiebronnen, zoals wind- of zonne-energie, via een proces dat elektrolyse wordt genoemd en geen koolstofemissies uitstoot.
- Blauwe waterstof - Afgeleid van aardgas met koolstofafvang en -opslag (CCS) om de uitstoot tot een minimum te beperken.
- Grijze waterstof - Geproduceerd uit fossiele brandstoffen, voornamelijk aardgas, zonder CCS, wat leidt tot aanzienlijke CO₂-emissies.
- Turquoise Waterstof - Geproduceerd door methaanpyrolyse, waarbij vaste koolstof wordt geproduceerd in plaats van CO₂.
- Roze waterstof - Gemaakt met behulp van elektrolyse aangedreven door kernenergie.
Structurele segmentatie van de waterstofindustrie
Het gebruik van vacuüm in de waterstofindustrie kan in drie hoofdgebieden worden onderverdeeld:
- Opwekking/productie van waterstof
- Opslag en transport van waterstof
- Waterstofverbruik
Opwekking/productie van waterstof
Er zijn verschillende waterstofproductietechnologieën die op vacuüm gebaseerde processen en technologieën vereisen.
- Lekdetectie
- Bipolaire elektrolyseplaten met PVD-coating
- Waterstofkraken
- Afvoerleidingen
- Waterstofzuivering
Lekdetectie
Lekdetectie
Waterstofinfrastructuur zoals leidingen, kleppen, vaten, elektrolyseurs of brandstofcellen moeten goed lekdicht zijn, omdat waterstof een ontvlambaar gas is. Het Leybold-portfolio van lekdetectoren en restgasanalysers biedt de juiste oplossing
Bipolaire elektrolyseplaten met PVD-coating
Bipolaire elektrolyseplaten met PVD-coating
Voor protonenuitwisselingsmembraan (PEM) en alkalische elektrolyse zijn vacuümcoatingtechnieken nodig om beschermende en katalytische coatings op elektrolyseplaten aan te brengen, waardoor de geleidbaarheid, duurzaamheid en corrosiebestendigheid worden geoptimaliseerd. Verschillende coatingsystemen uitgerust met vacuümoplossingen van Leybold zijn de benchmark voor de coatingmarkt.
Waterstofkraken
Membraanscheuren van 'waterstofdragergas'
Vacuümondersteunde scheidingstechnieken verbeteren de extractie van waterstof uit dragergassen zoals ammoniak (NH₃) of methaan (CH₄) door de dragergasmoleculen te kraken. Een vacuüm aan de permeaatzijde van het membraan creëert een drukgradiënt die het scheidingsproces aanstuurt. Vaak zijn ATEX-gecertificeerde producten vereist wanneer ontvlambare gassen, zoals waterstof, moeten worden verpompt
Afvoerleidingen
Voorevacuatie en ontgassing van leidingen en componenten
Om de zuiverheid van het gas te waarborgen en verontreiniging te voorkomen, wordt vaak voorevacuatie uitgevoerd om resterende gassen en vocht uit leidingen, kleppen en drukvaten te verwijderen. Afhankelijk van het volume en de gewenste einddruk kan Leybold de juiste vacuümoplossing voorstellen om de vereiste prestaties te bereiken.
Waterstofzuivering
Vacuümondersteunde drukschommeladsorptie (VPSA) voor het drogen van waterstof
Bij de productie van waterstof met elektrolyseapparaten is vaak droging of ontvochtiging nodig, meestal met behulp van VPSA-technologie (Vacuum Pressure Swing Adsorption). Vacuüm wordt gewoonlijk toegepast op droge sorptiemiddelen, zoals silicagel, nadat ze volledig verzadigd zijn met waterdamp. Het ondersteunen van het droogproces met warmte en vacuüm helpt het proces te versnellen en de efficiëntie te verbeteren.
Dit proces verloopt gewoonlijk in cycli en het is cruciaal om een vacuümsysteem te hebben dat is afgestemd op de cyclische werking van het VPSA-systeem.
Lekdetectie
Waterstofinfrastructuur zoals leidingen, kleppen, vaten, elektrolyseurs of brandstofcellen moeten goed lekdicht zijn, omdat waterstof een ontvlambaar gas is. Het Leybold-portfolio van lekdetectoren en restgasanalysers biedt de juiste oplossing
Bipolaire elektrolyseplaten met PVD-coating
Voor protonenuitwisselingsmembraan (PEM) en alkalische elektrolyse zijn vacuümcoatingtechnieken nodig om beschermende en katalytische coatings op elektrolyseplaten aan te brengen, waardoor de geleidbaarheid, duurzaamheid en corrosiebestendigheid worden geoptimaliseerd. Verschillende coatingsystemen uitgerust met vacuümoplossingen van Leybold zijn de benchmark voor de coatingmarkt.
Membraanscheuren van 'waterstofdragergas'
Vacuümondersteunde scheidingstechnieken verbeteren de extractie van waterstof uit dragergassen zoals ammoniak (NH₃) of methaan (CH₄) door de dragergasmoleculen te kraken. Een vacuüm aan de permeaatzijde van het membraan creëert een drukgradiënt die het scheidingsproces aanstuurt. Vaak zijn ATEX-gecertificeerde producten vereist wanneer ontvlambare gassen, zoals waterstof, moeten worden verpompt
Voorevacuatie en ontgassing van leidingen en componenten
Om de zuiverheid van het gas te waarborgen en verontreiniging te voorkomen, wordt vaak voorevacuatie uitgevoerd om resterende gassen en vocht uit leidingen, kleppen en drukvaten te verwijderen. Afhankelijk van het volume en de gewenste einddruk kan Leybold de juiste vacuümoplossing voorstellen om de vereiste prestaties te bereiken.
Vacuümondersteunde drukschommeladsorptie (VPSA) voor het drogen van waterstof
Bij de productie van waterstof met elektrolyseapparaten is vaak droging of ontvochtiging nodig, meestal met behulp van VPSA-technologie (Vacuum Pressure Swing Adsorption). Vacuüm wordt gewoonlijk toegepast op droge sorptiemiddelen, zoals silicagel, nadat ze volledig verzadigd zijn met waterdamp. Het ondersteunen van het droogproces met warmte en vacuüm helpt het proces te versnellen en de efficiëntie te verbeteren.
Dit proces verloopt gewoonlijk in cycli en het is cruciaal om een vacuümsysteem te hebben dat is afgestemd op de cyclische werking van het VPSA-systeem.
Opslag en transport van waterstof
Vacuümisolatie voor cryogene tanks en vaten
De meest efficiënte manier om waterstof te transporteren is in vloeibare vorm bij cryogene temperaturen. Om de lage temperatuur te handhaven, hebben opslagvaten en cilinders een perfecte isolatie nodig. Een van de beste manieren om vloeibare waterstof te beschermen tegen omgevingswarmte is een vacuümgeïsoleerde dubbelwandige behuizing ('thermoprincipe').
Leybold heeft een sterke staat van dienst in het ondersteunen van fabrikanten van cryogene vaten met betrouwbare vacuümpompinstallaties. Meerlaagse vacuümisolatie (MLI) speelt een cruciale rol bij het minimaliseren van warmteoverdracht, het koel houden van waterstof en het verminderen van kookverliezen.
Waterstofverbruik
Brandstofcellen: vacuümcoating voor bipolaire platen
Waterstof is een van de meest veelbelovende brandstoffen voor voertuigen, vliegtuigen, treinen, vrachtwagens en bussen. Het hart van waterstofaangedreven transport zijn brandstofcellen, die waterstof omzetten in elektriciteit. Door een elektrochemische reactie reageert waterstof met zuurstof uit de lucht om elektrische energie op te wekken, die vervolgens aan een elektromotor of accu wordt geleverd.
Brandstofcellen worden snel een kerncomponent van waterstofvoertuigen. Een cruciaal onderdeel van de brandstofcel is de bipolaire plaat, die moet worden beschermd tegen de corrosieve chemische reacties die elektriciteit genereren. Een effectieve manier om de duurzaamheid te verbeteren is door middel van PVD-coating (Physical Vapor Deposition), die een hoge corrosiebestendigheid biedt en tegelijkertijd een uitstekende elektrische geleidbaarheid handhaaft. Verschillende coatingsystemen, uitgerust met vacuümoplossingen van Leybold, bepalen de norm in de coatingindustrie.
Leybold ondersteunt waterstoftechnologie met vacuümoplossingen
Leybold biedt een uitgebreid assortiment vacuümoplossingen die zijn afgestemd op de operationele en veiligheidseisen van de waterstofindustrie. Onze geavanceerde vacuümpompen en -systemen en lekdetectietechnologieën ondersteunen waterstofinfrastructuur in elke fase – van productie tot opslag en eindgebruik.
Naarmate de wereldwijde invoering van waterstof versnelt, blijft Leybold zich inzetten voor het leveren van geavanceerde vacuümoplossingen die de efficiëntie, veiligheid en duurzaamheid in de waterstoftechnologie verbeteren. Door betrouwbare waterstoftechniek mogelijk te maken, dragen we bij aan een schonere, koolstofarme energietoekomst.
- Aanverwante toepassingen
- Verwante producten
