Ultramid Advanced para las tecnologías de pila de combustible

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Ultramid Advanced para las tecnologías de pila de combustible

Nuvera Fuel Cells utiliza poliftalamida (PPA) de BASF en varios componentes de su nuevo motor de celda de combustible de 45 kW.

Ultramid Advanced N3HG6 muestra una excelente resistencia térmica y química, excelentes propiedades mecánicas y un rendimiento estable a largo plazo.

El fabricante estadounidense de motores de alta resistencia y cero emisiones Nuvera Fuel Cells, Billerica, Massachusetts, utiliza ahora la poliftalamida (PPA) Ultramid Advanced N de BASF para fabricar varios componentes en su última generación de motores de celda de combustible de 45 kW. Los motores de pila de combustible se integrarán en autobuses de tránsito y vehículos de reparto en China durante los próximos tres años. Los componentes, como el colector, la carcasa del termostato, la válvula de retención, el eyector y los tubos de escape, requieren propiedades estables del material en diferentes temperaturas. UltramidÒ Advanced N3HG6 muestra una excelente resistencia térmica y química, excelentes propiedades mecánicas, alta resistencia al impacto, buena estabilidad dimensional y un rendimiento estable a largo plazo. Como algunos de los componentes están expuestos a una variedad de medios a través de los canales de agua, aire e hidrógeno de refrigeración, el compuesto de PPA basado en PA9T combina una excelente resistencia química con el cumplimiento de los requisitos de pureza para aplicaciones sensibles en pilas de combustible y componentes electrónicos.

El desafío de Nuvera para el motor de celda de combustible E-45 fue encontrar una solución liviana para convertir varias piezas de aluminio fundido a presión y mangueras de alta temperatura en plásticos de alto rendimiento para escalar los motores de celda de combustible a piezas producidas en masa mientras se mantiene el rendimiento y la seguridad. Para ello, Ultramid Advanced N3HG6 aporta la seguridad y calidad de las piezas del motor: Muestra una excelente rigidez y resistencia, una alta tenacidad así como un buen comportamiento de desgaste y fricción. En pruebas exhaustivas para aplicaciones de refrigerante, demostró con éxito que puede soportar una temperatura de uso continuo de 105° C durante 10,000 a 20,000 horas en una mezcla de etilenglicol, agua e hidrógeno. El PPA de BASF también permite una permeación de combustible y gas muy baja, así como una baja cantidad de volátiles, de modo que se evita la corrosión o el ensuciamiento del sistema del motor.

“Para retener la participación de mercado y cumplir con los requisitos reglamentarios en expansión, los fabricantes de vehículos deben ofrecer a los clientes opciones de cero emisiones que también sean prácticas de poseer, operar y mantener, al tiempo que brindan la energía necesaria para hacer el trabajo”, dijo Gus Block, Director de Marketing y Asuntos Gubernamentales de Nuvera Fuel Cells. “Las pilas de combustible son la mejor respuesta para satisfacer estas demandas de muchos vehículos comerciales e industriales. Con el PPA de BASF, su know-how en aplicaciones y servicios técnicos personalizados, logramos reducir el costo por unidad en comparación con las soluciones de metal mientras llegamos al mercado a tiempo. Lo que realmente nos impresionó fue la velocidad y la eficacia con la que BASF pudo ayudar con el soporte de diseño en algunas de las partes críticas, como las cubiertas de los colectores, en el primer enfoque”. El motor de pila de combustible Nuvera E-45 puede propulsar vehículos de trabajo medio y pesado como autobuses, camiones y furgonetas de reparto, así como camiones industriales y otros vehículos todo terreno.

“Especialmente, las demandas de temperatura de uso continuo condicionado fueron más altas de lo que los plásticos típicos podían ofrecer”, explicó Jim Peet, Gerente de Desarrollo Comercial de PPA en BASF. “Con nuestra experiencia en componentes plásticos de automoción, junto con nuestro apoyo CAE con UltrasimÒ y nuestra amplia cartera de poliftalamida, pudimos proporcionar el material adecuado para las diferentes piezas de la pila de combustible. Este enfoque nos permitió ayudar a Nuvera a desarrollar estas nuevas y desafiantes aplicaciones con un rendimiento optimizado para una de las tecnologías clave del futuro”.

Uno de los servicios proporcionados por BASF fue la optimización del diseño con la herramienta de simulación Ultrasim de BASF. Para el colector, por ejemplo, se realizó un análisis de llenado y deformación: no se produjeron fugas después de la primera optimización de los parámetros, lo que aceleró considerablemente el desarrollo del colector. Durante el análisis de llenado, BASF y Nuvera discutieron temas particulares como líneas de soldadura, sellado y mejoras estructurales.