BASF: PPA für Brennstoffzellen

11.11.2020

Nuvera Fuel Cells verwendet PPA in mehreren Bauteilen seines neuen 45-kW-Brennstoffzellenmotors. (Foto: BASF)

Nuvera Fuel Cells verwendet PPA in mehreren Bauteilen seines neuen 45-kW-Brennstoffzellenmotors. (Foto: BASF)

Der amerikanische Hersteller von emissionsfreien Motoren für schwere Nutzfahrzeuge, Nuvera Fuel Cells, verwendet jetzt das PPA Ultramid Advanced N der BASF, Ludwigshafen, zur Fertigung von mehreren Bauteilen in der neuesten Generation seiner 45-kW-Brennstoffzellenmotoren. Diese sollen im Laufe der nächsten drei Jahre in Linienbussen und Lieferfahrzeugen in China eingesetzt werden.

Für Bauteile wie Medienverteiler, Thermostatgehäuse, Rückschlagventil, Ejektoren und Abgasleitungen ist es unerlässlich, dass die Eigenschaften des eingesetzten Materials über einen breiten Temperaturbereich stabil bleiben. Ultramid Advanced N3HG6 weist eine hohe thermische und chemische Beständigkeit, gute mechanische Eigenschaften, Schlagzähigkeit sowie Dimensionsstabilität und ein stabiles Langzeitverhalten auf. Einige der Bauteile im Kühlwasser-, Luft- oder Wasserstoffkreislauf sind verschiedenen Medien ausgesetzt – hier ist das PPA-Compound (PA9T) besonders geeignet, weil es hohe chemische Beständigkeit zeigt und die Reinheitsanforderungen für sensible Anwendungen in Brennstoffzellen und elektronischen Bauteilen erfüllt.

Für den Brennstoffzellenmotor E-45 stand Nuvera vor der Herausforderung, eine leichte Alternative für verschiedene, bisher aus Aluminiumdruckguss hergestellte Bauteile und Hochtemperaturschläuche zu finden. Dafür werden jetzt Hochleistungskunststoffe eingesetzt, was die Fertigung von Brennstoffzellenmotoren in der Großserienproduktion ermöglicht, ohne dabei Kompromisse bei Leistung und Sicherheit einzugehen. Mit seiner ausgezeichneten Steifigkeit und Festigkeit, seiner großen Zähigkeit sowie seinem guten Verschleiß- und Gleitreibeverhalten gewährleistet Ultramid Advanced N3HG6 die Sicherheit und Qualität der Motorteile. Tests für Anwendungen in Kontakt mit Kühlmitteln haben belegt, dass der Werkstoff einer Dauereinsatztemperatur von 105 °C für 10.000 bis 20.000 Stunden in einem Gemisch von Ethylenglykol, Wasser und Wasserstoff standhalten kann. Darüber hinaus trägt das PPA dazu bei, dass Kraftstoff- und Gaspermeation sowie flüchtige Bestandteile auf geringem Niveau bleiben, und verhindert so Korrosion oder Ablagerungen im Motorsystem.

Eine der BASF-Leistungen war die Auslegung der Bauteile mit dem BASF-Simulationstool Ultrasim. Dazu gehörte u.a. eine Füll- und Verformungssimulation für den Medienverteiler: Nach der ersten Optimierung der Parameter trat keine Leckage auf, was die Entwicklung des Verteilers erheblich beschleunigte. Mittels der Füllsimulation konnten BASF und Nuvera z. B. Schweißnähte, Dichtigkeit und Strukturverbesserungen diskutieren.

www.ultramid-advanced-n.basf.com

© Kunststoff-Profi Verlag GmbH & Co. KG, Bad Homburg

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