Wasserstoff gilt als umweltfreundlicher Energieträger der Zukunft, weil er sehr flexibel einsetzbar ist, mit regenerativen Technologien hergestellt werden kann und sich gut transportieren sowie speichern lässt. Fluidische Komponenten müssen hierbei hohe Anforderungen erfüllen: Neben Präzision und Wasserstoffbeständigkeit für einen sicheren Betrieb sind Langlebigkeit und vor allem auch Skalierbarkeit wichtig, damit zum Beispiel neue Anlagen zur Wasserstofferzeugung den Sprung vom Labormaßstab zur Industrieanwendung mit Leistungen im Gigawatt-Bereich schaffen.
Bürkert hat Erfahrung in allen Wasserstoffbereichen, sowohl bei der Erzeugung als auch bei Verteilung und Nutzung. Zum Produktportfolio gehören deshalb Fluidik-Komponenten, deren Materialien auf die speziellen Anforderungen dieser Bereiche abgestimmt sind. Das soll Versprödungen und Undichtheiten vorbeugen. Demonstriert haben das die Prozessregel- und Magnetventile, Ventilinseln, Sensoren und Durchflussregler in Applikationen wie der Methan-Plasmalyse, in mobilen Tankstellen oder in Testanlagen von Brennstoffzellensystemen.
Prozessregelung bei der Methan-Plasmalyse
Es gibt unterschiedliche Technologien zur Wasserstofferzeugung, nicht nur die energieintensive Elektrolyse. Methan-Plasmalyseure beispielsweise erzeugen aus Solar- oder Windenergie ein hochfrequentes Spannungsfeld, um Methan aus Schmutzwasser in seine molekularen Komponenten Wasserstoff und Kohlenstoff aufzuspalten.
Damit der Prozess sicher und in hoher Qualität abläuft, sind eine Vielzahl an Prozessarmaturen notwendig, etwa Prozessventile mit pneumatischem Antrieb in unterschiedlichen Nennweiten und in Schräg- oder Geradsitz-Ausführung (Typ 2000 und Typ 2012). Sie ermöglichen durch ihre hohe Zuverlässigkeit lange Standzeiten bei sehr geringem Druckabfall. Hinzu kommen Prozessregelsysteme mit Stellungsregler vom Typ 8802 sowie Kugelventile mit pneumatischem Schwenkantrieb (Typ 8805).
Die Ansteuerung übernehmen Ventilinseln vom Typ 8652 AirLine, die sich wegen ihrer kompakten Abmessungen gut in Schaltschänken in unmittelbarer Nähe zum Prozess einbauen lassen. Die entsprechenden Schränke kann Bürkert ebenfalls fertigen und individuell anpassen. Auch nachträgliche Erweiterungen sind beispielsweise für eine höhere Produktionskapazität realisierbar.
Atex-Ventile für mobile Tankstellen
Die Verteilung von Wasserstoff über Tankstellen bringt aufgrund der oft fehlenden Infrastruktur immer noch große Herausfoderungen mit sich. Damit Wasserstoff zum Beispiel an mobilen Tankstellen zügig und sicher getankt werden kann, ist der richtige Druckausgleich wichtig. Hier leistet Ventiltechnik einen bedeutenden Beitrag.
Zur weiteren Technik zählen Sensoren, etwa für Temperatur und Druck, entsprechende IO-Systeme und die Pneumatik-Ventile, die die medienführenden Ventile präzise schalten und so für den richtigen Druckausgleich sorgen. Alle Komponenten müssen sowohl bei Sommerhitze als auch bei Kälte im Winter zuverlässig funktionieren und zudem Atex-konform untergebracht sein.
Flexible Prüfstände für Brennstoffzellen
Brennstoffzellen-Systeme müssen unter unterschiedlichsten Bedingungen und mit einer Vielzahl an Parametern getestet werden, um einen optimalen Wirkungsgrad und eine maximale Lebensdauer sicherzustellen. Die Testeinrichtungen müssen sehr flexibel sein; gleichzeitig gilt es, die Durchflussmengen auf den einzelnen Gasstrecken feinfühlig zu regeln und präzise zu steuern.
Bürkert unterstützt Brennstoffzellen-Prüfstände unter anderem mit elektromagnetischen Proportionalventilen, elektromotorischen Prozessregelventilen, Massendurchflussreglern sowie Füllstand-Schwimmerschaltern. Durch den Einsatz von positionierbaren Stellventilen mit jeweils integrierter Absperrfunktion wird die Anlage flexibel für jede Prüfaufgabe. Bei den Ventilen für Wasserstoff ist die Eignung genauso nachgewiesen wie bei Ventilen für Sauerstoff. Der Einsatz unterschiedlicher Gase in den Prüfständen soll damit kein Problem darstellen.
