目前，世界各國都在采取行動，限制氣候變化帶來的影響。在此背景下，使用可再生能源生產的氫有望成為主要的清潔能源，不僅可以為住宅和工業(yè)供熱，還可以為汽車、飛機、火車和輪船提供燃料。氫能作為工業(yè)能源目前還是一項新技術，其所涉及的經濟和技術因素極為復雜。人們普遍認為，要從“灰氫”過渡到“綠氫”，至少需要經歷一個中間階段——“藍氫”。過渡的每個階段都將面臨一系列技術和商業(yè)方面的挑戰(zhàn)。

幸運的是，用于化工和石化行業(yè)的氫氣等壓縮氣體基礎設施已經問世[2]。多年來，采用威格斯聚醚醚酮（PEEK）聚合物制成的部件在密封、絕緣、壓縮、儲存和輸送方面一直發(fā)揮關鍵的作用。隨著PEEK技術在氫能領域的引入和推廣，未來氫供應鏈的發(fā)展有望加快。

氫能供應鏈

要使氫成為具有成本優(yōu)勢和能源效率、既安全又環(huán)保的燃料，技術路線的選擇必須慎之又慎。未來的氫能供應鏈可能會很復雜，因為氫的生產、轉換、儲存、輸送和使用的方式會有很多（圖1）。

這些技術路線的共同目標包括：

• 減少排放（降低滲透率）

• 提高效率（高比強度、低摩擦磨損）

• 提高可靠性和使用壽命（耐化學腐蝕性、熱穩(wěn)定性）

• 減少環(huán)境健康安全（EHS）風險（排放量減少）

從氫氣的生產到使用的整個過程中，涉及多個儲存和裝卸環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)都要求準確、安全的氫轉移。從液化到氣化，聚合物和彈性體材料對于整個供應鏈而言都是不可或缺的 ^[1][4]。

圖1：氫的生產、輸送和最終使用 ^[3]

VICTREX PEEK聚合物解決方案

VICTREX? PEEK及其復合材料集眾多獨特的優(yōu)異性能于一身——小至分子，大到宏觀結構，均可助其保持高強度和高韌性，滿足密封件、閥門和壓縮機墊料等應用對極端溫度、低滲透、低摩擦和高耐磨性的要求。

• 極端溫度：在超低溫和高溫環(huán)境下保持高強度和高韌性。

• 同等剛度下重量更輕：與某些金屬相比，同等剛度下重量減輕達70-85%。比強度更高，因此效率更高。

• 摩擦學性能：能夠在流體動力、混合摩擦、邊界潤滑甚至干磨情況下工作。

• 性能穩(wěn)定：在腐蝕性、污染性和高溫工況下保持穩(wěn)定的性能。

• 性能可調節(jié)：PAEK和PEEK聚合物為熱塑性材料，可利用添加劑配制出所需要的性能。

PEEK在未來氫能領域的應用

從氫能供應鏈的需求與基礎設施內部各環(huán)節(jié)之間的聯系可以看出，PEEK可能為特定應用帶來潛在價值（表4）。

表4：面向氫能供應鏈的PEEK解決方案。

多年來，采用威格斯PEEK制成的部件一直是輸送氫氣等氣體的現有基礎設施的組成部分。調整和改進現有基于PEEK的密封、絕緣和壓縮技術，有望成為一種切實可行的技術手段，以加快實現能源體系向氫能轉型。憑借這些優(yōu)勢和技術特性，以及一級供應商和加工廠商的現有生產設施、OEM廠商，可實現快速可擴展的生產。40多年來，威格斯積累了豐富的專業(yè)知識和經驗，能夠為氫能供應鏈所需的新一代部件的開發(fā)助一臂之力。

關于威格斯

威格斯是專注于汽車、航空航天、能源（包括能源生產能源工程）、電子和醫(yī)療等戰(zhàn)略市場的高性能PEEK 和PAEK聚合物解決方案的全球創(chuàng)新領導者。每天有數百萬人依賴于采用威格斯材料的可持續(xù)性產品或應用，這些包括智能手機、飛機、汽車、石油和天然氣以及醫(yī)療器械等領域。憑借超過40年的經驗，我們致力于提供全球領先的基于PEEK和PAEK的聚合物解決方案，以及特定的半成品和成品部件，并為我們的客戶和服務市場打造面向未來的性能，提供在環(huán)境保護和社會效益方面的優(yōu)勢，并為股東創(chuàng)造更多價值。如需了解更多信息，請訪問以下網址www.victrex.com或關注我們的微信公眾號。

作者介紹：Erin Bryce，能源業(yè)務單元細分市場技術經理

Erin于2013年加入威格斯，擔任科學家，目前是能源業(yè)務單元細分市場技術經理，負責推動多個能源細分市場的材料研究、測試和分析。Erin擁有英國利茲大學化學專業(yè)理學士學位，是英國皇家化學學會的特許化學家會員。

參考文獻

1.Barth, R.R., Simmons, K.L., San Marchi, C.W. (2020, April) HeadingforHydrogenDNV.GL,https://www.dnv.com/oilgas/hydrogen/heading-for-hydrogen.html

2.“Hicks, S., Gross, P. (January 20, 2016) Hydrogen for refineries is increasingly provided by 

industrial suppliers - Today in Energy - U.S. Energy Information  Administration(EIA).

https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=24612#:~:text=Hydrogen%20for%20refineries%20is%20increasingly%20provided%20by%20industrial%20suppliers,Source%3A%20U.S.%20Energy&text=Refineries%20use%20hydrogen%20to%20lower,regulations%20have%20become%20more%20stringent

3.Staffell, I., Scamman, D., Velazquez Abad, A., Balcombe, P., Dodds, P.E., Elkins, P., Shah, N., Ward, K.R.(2019) . Energy Environ. Sci., 12, 463

4.Aarnes, J., Eijgelaar, M., Hektor, E.A. (2018) Hydrogen as an Energy Carrier [whitepaper].DNV.GL,https://www.itmpower.com/images/NewsAndMedia/Reports/New_energy_value_chains_Hydrogen_as_an_energy_carrier_DNV-GL_November_20.pdf

原文始發(fā)于微信公眾號（威格斯Victrex）：VICTREX PEEK? 助力能源體系向氫能轉型