L’energia pulita è diventata una priorità assoluta per governi e industrie di tutto il mondo, in quanto la riduzione delle emissioni di gas serra è fondamentale per limitare l’impatto del cambiamento climatico. In questo contesto, l’idrogeno sta emergendo come una fonte di energia pulita promettente per i veicoli e non solo.
I veicoli a idrogeno offrono vantaggi significativi rispetto ai veicoli elettrici, in particolare per applicazioni che richiedono il trasporto di carichi pesanti su lunghe distanze. Grazie alla loro maggiore autonomia e alla capacità di rifornimento rapido, questi veicoli sono particolarmente adatti al trasporto su strada di merci su lunghe tratte, dove le limitazioni dell’autonomia delle batterie e i lunghi tempi di ricarica rappresentano ostacoli significativi.
Questa caratteristica, unita alla possibilità di produrre idrogeno con energie rinnovabili a livello locale, rende i veicoli a idrogeno una scelta eco-compatibile, particolarmente efficace nel ridurre le emissioni di gas serra rispetto ai veicoli a combustibili fossili, contribuendo in modo rilevante alla riduzione dell’impatto ambientale nel settore dei trasporti.
Con la giusta infrastruttura di supporto, l’idrogeno può rappresentare una soluzione importante per garantire la transizione verde nei settori dell’autotrazione, dei veicoli pesanti e industriali.
La necessità di proteggere dalla corrosione e dall’usura le parti meccaniche
La protezione dei componenti del circuito dell’idrogeno è di fondamentale importanza per garantire la sicurezza e l’affidabilità dei veicoli a idrogeno. I componenti meccanici del circuito devono resistere alla corrosione e all’usura derivanti dall’aggressione delle sostanze chimiche presenti sulla strada, come acqua, sali, idrocarburi e altri inquinanti ambientali.
È importante sottolineare che le elevate pressioni dell’idrogeno possono causare problemi di perdite se le superfici di tenuta dei componenti del circuito si corrodono nel tempo. L’idrogeno è altamente infiammabile e qualsiasi perdita potrebbe creare un ambiente esplosivo. Per questo motivo, la sicurezza dei veicoli a idrogeno dipende anche dalla capacità dei componenti di resistere alla corrosione e all’usura lungo tutta la vita del veicolo.
La soluzione: la nichelatura chimica e l’anodizzazione dell’alluminio come trattamenti superficiali protettivi
L’utilizzo di trattamenti superficiali può aumentare la resistenza dei componenti alle sollecitazioni meccaniche e alla corrosione, prolungandone la vita utile e garantendo un funzionamento affidabile e sicuro dei veicoli a idrogeno.
La nichelatura chimica e l’anodizzazione sono due trattamenti superficiali che possono essere utilizzati per proteggere i componenti del circuito dell’idrogeno dalla corrosione e dall’usura.
La nichelatura chimica è un processo di deposizione chimica di uno strato di lega di nichel e fosforo sulla superficie del materiale da proteggere. Questo strato di nichel offre una protezione contro la corrosione e l’usura, resistendo alla corrosione sia in ambienti acidi che alcalini. Inoltre, la nichelatura chimica può essere utilizzata per proteggere tutte le principali leghe metalliche, comprese quelle di ferro, rame e alluminio.
L’anodizzazione, invece, è un processo elettrochimico che viene utilizzato per proteggere le leghe di alluminio dalla corrosione e dall’usura. Durante l’anodizzazione, si forma uno strato di ossido di alluminio sulla superficie del metallo. Questo strato funge da barriera protettiva contro la corrosione e l’usura e può essere colorato per scopi estetici.
In sintesi, la nichelatura chimica e l’anodizzazione sono soluzioni efficaci per proteggere i componenti del circuito dell’idrogeno dalla corrosione e dall’usura. Questi trattamenti superficiali offrono un’elevata protezione contro l’aggressione chimica, oltre a una maggiore resistenza meccanica contro gli sforzi derivanti dalle elevate pressioni dell’idrogeno.
Nella seguente tabella sono riassunte le caratteristiche principali di questi rivestimenti e il grado di protezione indicativo che possono offrire.
| Caratteristiche | Nichelatura chimica | Anodizzazione |
|---|---|---|
| Metalli che possono essere rivestiti | Leghe di Alluminio Leghe di Rame Leghe di Ferro | Leghe di alluminio |
| Resistenza a corrosione in ambienti con pH neutro | ★★★★☆ su leghe di Alluminio ★★★★★ su leghe di Rame ★★★★☆ su leghe di Ferro | ★★★★★ su leghe di Alluminio |
| Resistenza a corrosione in ambienti con pH leggermente acido | ★★★☆☆ su leghe di Alluminio ★★★★☆ su leghe di Rame ★★★☆☆ su leghe di Ferro | ★★☆☆☆ su leghe di Alluminio |
| Resistenza a corrosione in ambienti con pH leggermente alcalino | ★★★☆☆ su leghe di Alluminio ★★★★★ su leghe di Rame ★★★★☆ su leghe di Ferro | ★★☆☆☆ su leghe di Alluminio |
| Resistenza all’usura | ★★★☆☆ su leghe di Alluminio ★★★★☆ su leghe di Rame ★★★★☆ su leghe di Ferro | ★★★★★ su leghe di Alluminio |
I componenti del circuito dell’idrogeno che possono beneficiare della nichelatura chimica e dell’anodizzazione
Bipolar plates degli stack di elettrolizzatori per produzione di H2
I bipolar plates sono componenti essenziali degli elettrolizzatori poiché sulla loro superficie avviene la reazione di ossidoriduzione indotta dalla corrente continua che trasforma l’acqua in H2 e O2 gassosi. Queste superfici devono essere conduttive e resistere alla corrosione delle soluzioni acquose alcaline o acide necessarie alla produzione di gas H2 e O2.
Per questi componenti, la nichelatura chimica può offrire soluzioni tecnicamente vantaggiose ed economicamente valide per la protezione alla corrosione e il mantenimento della conducibilità in alcune tipologie di elettrolizzatori (PEM, AEM, AEMWE), dove i bipolar plates sono in acciaio al carbonio, in acciaio inox o in titanio.
L’alternativa alla nichelatura chimica è rappresentata da rivestimenti in metalli preziosi (oro, platino, iridio) o da trattamenti in fase gassosa come PVD o CVD, generalmente più costosi e meno praticabili su larga scala. È quindi molto importante che, per un settore come quello degli elettrolizzatori in forte espansione, si possano adottare tecnologie e materiali ad elevata disponibilità e costi contenuti.
La nichelatura chimica garantisce un’ottima resistenza alla corrosione e può proteggere i bipolar plates dalle reazioni di dissoluzione e di ossidazione che avvengono sul catodo e sull’anodo della cella elettrolitica.
La nostra competenza nell’applicazione della nichelatura chimica su bipolar plates, unita alla capacità di trattare grandi volumi con efficienza, pone Micron srl in prima linea come partner per la produzione in scala di elettrolizzatori per idrogeno, specialmente ora che la domanda sta accelerando.
Micron ha sviluppato e produce internamente le formulazioni per la nichelatura chimica, avendo perfezionato l’esperienza tecnica necessaria a garantire un’efficace deposizione su diversi tipi di acciaio inossidabile e titanio.
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Componenti meccanici del sistema di stoccaggio e trasferimento dell’H2 nei veicoli
I componenti del circuito dell’idrogeno nei veicoli elettrici – tra cui corpi valvola, riduttori e parti delle bombole – necessitano di protezione dalla corrosione. La nichelatura chimica e l’anodizzazione possono proteggerli da corrosione e usura, prolungandone la durata e aumentando l’affidabilità.
Le bombole, i corpi valvola e i riduttori, utilizzati per lo stoccaggio, il controllo del flusso e la regolazione della pressione dell’idrogeno, possono essere soggetti a corrosione e usura a causa dell’attrito meccanico e dell’esposizione agli agenti atmosferici o chimici aggressivi. La nichelatura chimica e l’anodizzazione forniscono protezione, incrementano la resistenza e ne prolungano la vita operativa.
Spesso questi componenti sono realizzati in leghe di alluminio, un materiale leggero, economico e facile da lavorare. Durox vanta una notevole esperienza nell’ossidazione anodica dell’alluminio, assicurando risultati in grado di soddisfare i requisiti più stringenti di qualità e affidabilità per tali componenti.
Conclusioni: l’importanza della protezione superficiale
In conclusione, la protezione dei componenti del circuito dell’idrogeno attraverso la nichelatura chimica o l’anodizzazione rappresenta un’opportunità per garantirne la sicurezza e la durata nel tempo. La corrosione e l’usura dei componenti meccanici possono causare perdite di idrogeno e potenzialmente creare situazioni pericolose. La nichelatura chimica e l’anodizzazione ne migliorano la resistenza, contribuendo a rendere più sicura l’intera catena di produzione e utilizzo dell’idrogeno come fonte di energia pulita.
L’idrogeno costituisce un’importante risorsa per la transizione verso un futuro sostenibile, e la protezione dei componenti legati alla sua produzione e al suo impiego è fondamentale per garantire l’efficacia e la sicurezza dei veicoli a idrogeno in questo scenario.
