L’economia dell’idrogeno offre a Freudenberg Sealing Technologies (FST) opportunità che vanno oltre le semplici applicazioni dell’elettrolisi e delle celle a combustibile. Per riuscire a trasportarlo da A a B e a immagazzinarlo, l’idrogeno deve venire estremamente compresso. Attualmente FST si sta concentrando sulle guarnizioni high-tech per altissima pressione dei compressori a pistone.
Alle condizioni presenti sulla Terra, l’idrogeno è un gas incolore e inodore. Una delle sue caratteristiche distintive è la sua densità estremamente bassa. Questo significa che l’idrogeno occupa tantissimo spazio, molto più del gas naturale, per esempio. Questa caratteristica influisce sul trasporto dell’idrogeno lungo il suo tragitto dalla produzione al consumatore finale attraverso pipeline o su autocarro. La sua “ingombrante personalità”, inoltre, influisce anche sullo stoccaggio intermedio durante il trasporto e sul rifornimento finale in grandi cisterne, che siano quelle della centrale termica in loco, di una stazione di servizio o della cisterna di un camion azionato da cella a combustibile.
Minore è il volume da trasportare o immagazzinare, maggiore è l’efficienza di movimentazione di questo elemento chimico. Ciò richiede una compressione “salvaspazio” dell’idrogeno con pressioni elevate fino a 1.000 bar. Per fare un confronto: quando controlliamo la pressione dell’aria degli pneumatici della nostra auto presso la stazione di servizio, il manometro visualizza solitamente tra i due e i tre bar. Non serve molta fantasia, quindi, per immaginare quali enormi criticità debbano affrontare le guarnizioni installate all’interno dei compressori, nel caso ideale restando continuamente in funzione per almeno un anno fino alla manutenzione successiva.
“Nei compressori più usati attualmente per le applicazioni a idrogeno sono presenti tecnologie diverse. Ognuna di esse comprende componenti che possiamo ottimizzare con il nostro know-how. Dopo intensi scambi di idee con i nostri clienti, ora ci stiamo concentrando soprattutto sulle applicazioni ad alta pressione nei compressori a pistone”, spiega Dominik Schneider, responsabile del segmento di mercato Fluid Handling Technology Europa presso Sales General Industry (GI).
In questa tecnologia altamente versatile, per comprimere l’idrogeno viene utilizzato un pistone che si muove su e giù all’interno del cilindro. Durante questo processo, l’idrogeno non può né volatilizzarsi né penetrare nel materiale di tenuta. Pressioni elevate, alte velocità di scorrimento con un’enorme pressione di spinta della guarnizione contro la superficie antagonista e alte temperature significano soprattutto una cosa: usura elevata, soprattutto nei compressori oil-free, ossia a secco!
Vantaggi competitivi
“Attualmente non esiste ancora nessun sistema di tenuta capace di soddisfare affidabilmente la durata utile richiesta. Il punto chiave è in prima linea trovare il materiale di tenuta giusto. Anche noi in FST dobbiamo pensare in modo completamente nuovo. Ma è proprio in queste applicazioni ad alta pressione estremamente critiche che possiamo contare sul nostro grande know-how in fatto di materiali, design e scalabilità dalla produzione di piccoli quantitativi a quella in serie. Queste competenze sono il nostro “vantaggio competitivo”, afferma Schneider.
Secondo lui, altri fattori di successo promettenti nello sviluppo di nuove soluzioni di tenuta ad alta tecnologia per i compressori sono, in primo luogo, la stretta collaborazione interdisciplinare con i clienti; in secondo luogo, le tante possibilità di prova, test e analisi tra cui i metodi di simulazione e calcolo computerizzati di FST e Freudenberg Technology & Innovation (FTI); in terzo luogo, lo scambio di conoscenze ed esperienze con le consociate del gruppo Klüber Lubrication e EagleBurgmann.
Una cosa è già certa: la guarnizione per pistoni sarà priva di sostanze alchiliche perfluorurate e polifluorurate persistenti, abbreviate in PFAS, che potrebbero recare danno alle persone e all’ambiente.
