DE60310493T2

DE60310493T2 - Rohrleitung für den Transport von Flüssigkeiten enthaltendes Hydrogen

Info

Publication number: DE60310493T2
Application number: DE60310493T
Authority: DE
Inventors: Cyrielle Cheng; Pierre Milhas
Original assignee: Nobel Plastiques SA
Current assignee: Nobel Plastiques SA
Priority date: 2002-10-07
Filing date: 2003-09-18
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2023-09-19
Also published as: EP1408267A1; FR2845453A1; FR2845453B1; MXPA03009040A; ATE348975T1; EP1408267B1; US20040069361A1; JP3854261B2; DK1408267T3; CA2443016C; JP2004132549A; CA2443016A1; DE60310493D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leitung für den Transport von Fluiden und insbesondere von Gas, das Wasserstoff enthält.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die auf dem Gebiet der Verkehrsmittel geltenden Umweltbeschränkungen haben die Industriellen dazu bewegt, nach neuen Motorisierungen für Fahrzeuge zu suchen. Unter diesen scheinen die elektrischen Motorisierungen die zu sein, die am einfachsten umzusetzen sind, bringen aber das Problem der Speicherung der elektrischen Energie in dem Fahrzeug mit sich. In der Tat sind die derzeitigen Akkumulatoren relativ schwer, brauchen viel Platz und ermöglichen eine Reichweite, die gerade mal ausreicht, um ungefähr hundert Kilometer zurückzulegen.
Demzufolge beabsichtigt man, die herkömmlichen Akkumulatoren durch eine Brennstoffzelle zu ersetzen. Eine Brennstoffzelle funktioniert nach dem Prinzip der umgekehrten Elektrolyse. Ein Brennstoff, meist Wasserstoff, und ein die Verbrennung bewirkender Stoff, meist Sauerstoff, werden zusammengeführt, um eine chemische Reaktion auszulösen, die Elektrizität erzeugt. Der Wasserstoff wird dann in einem Druckbehälter gespeichert, der im Fahrzeug verstaut ist. Ebenso ist es möglich, Wasserstoff in dem Fahrzeug durch Reformieren eines Kohlenwasserstoffes zu erzeugen, der in einem Druckbehälter enthalten ist, der in dem Fahrzeug verstaut ist.
Der Transport des Wasserstoffes oder des Reformats (die gasförmige Mischung, die den Wasserstoff enthält und aus der Reformierung stammt) erfolgt mittels Leitungen, die aus Stahl hergestellt sind, um relativ hohen Temperaturen (von 100°C oder mehr) und Drücken (in der Größenordnung von 5 Bar) zu widerstehen. Ferner weist Stahl den Vorteil auf, dass er gegenüber Wasserstoff im wesentlichen chemisch träge ist, wodurch verhindert werden kann, dass sich die Leitung unter dem Gas zersetzt und möglicherweise die Elektroden der Zelle verschmutzt und/oder unerwünschte Nebenreaktionen mit den Elektroden der Zelle auslöst.
Der Sauerstoff aber neigt dazu, eine Degradation des Stahls zu verursachen. Außerdem sind die Leitungen aus Stahl verhältnismäßig schwer, wenig flexibel und kostspielig.
ZIEL DER ERFINDUNG
Ein Ziel der Erfindung ist, Mittel für den Transport eines Wasserstoff enthaltenden Gases bereitzustellen, die die vorgenannten Nachteile umgehen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Zu diesem Zweck sieht man erfindungsgemäß eine Leitung für den Transport eines Fluids vor, das Wasserstoff enthält, wobei die Leitung von innen nach außen umfasst:

– eine Schicht, die ein thermoplastisches Material auf Fluorbasis enthält,
– eine Schicht, die einen Ethylenvinylalkohol enthält,
– und eine Schicht, die ein Polybutylenterephthalat enthält.

Die so hergestellte Leitung ist leichter, flexibler und kostengünstiger als eine gleichwertige Leitung aus Stahl. Ferner gewährleistet diese Leitung eine Barrierefunktion gegenüber Wasserstoff und Sauerstoff.
Die Schicht aus einem Material auf Fluorbasis hat hier die Funktion einer Barriere gegenüber Wasserstoff, während diese Materialien für gewöhnlich für ihre geringe Permeabilität gegenüber Alkoholen bekannt sind.
Die Schicht aus Ethylenvinylalkohol gewährleistet in dieser Struktur eine Dreifachfunktion, weil sie nämlich als Barriere gegenüber Wasserstoff dient und weniger durchlässig gegenüber Sauerstoff ist, egal ob dieser von außerhalb oder von innerhalb der Leitung stammt (in diesem letzteren Fall ist der betreffende Sauerstoff derjenige, der in dem Reformat enthalten ist).
Die Schicht aus Polybutylenterephthalat gewährleistet hier einerseits die Funktion einer Barriere gegenüber Wasserstoff und andererseits eine Schutzfunktion zum Schutz der Leitung vor äußeren Einwirkungen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus dem Studium der folgenden Beschreibung eines besonderen, die Erfindung nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Es wird auf die beigefügte einzige Figur Bezug genommen, die einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Leitung zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Unter Bezugnahme auf die Figur umfasst die erfindungsgemäße Leitung, die allgemein mit 1 bezeichnet ist, eine innere Schicht 2, die aus einem Material auf Fluorbasis und hier noch genauer aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) herge stellt ist. Andere thermoplastische Materialien auf Fluorbasis können verwendet werden und insbesondere Ethylen-Fluor-Ethylen-Propylen (EFEP) oder Ethylen-Tetrafluor-Ethylen (ETFE).
Die Leitung 1 umfasst eine mittlere Schicht 3, die aus Ethylenvinylalkohol (EVOH) hergestellt ist, sowie eine äußere Schicht 4 aus Polybutylenterephthalat (PBT).
Zwischen der inneren Schicht 2 und der mittleren Schicht 3 sowie zwischen der mittleren Schicht 3 und der äußeren Schicht 4 sind Verbindungsschichten 5, 6 angeordnet, die aus einem Klebstoff hergestellt sind, der gegenüber den Materialien, die die innere Schicht 2, die mittlere Schicht 3 und die äußere Schicht 4 bilden, Hafteigenschaften aufweist. Der verwendete Klebstoff ist im vorliegenden Fall auf Polyurethanbasis.
Die so hergestellte Leitung ist relativ leicht, flexibel und weniger kostspielig. Ferner gewährleistet diese Leitung eine Barrierefunktion gegenüber Wasserstoff und Sauerstoff.
Selbstverständlich ist die Erfindung nicht auf das beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt und man kann daran Ausführungsvarianten vornehmen, ohne den Schutzumfang der Erfindung, wie er in den Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.
Wenn die Materialien für die innere, mittlere und äußere Schicht ausreichende Hafteigenschaften gegenüber den angrenzenden Schichten aufweisen, ist es insbesondere möglich, auf die Verbindungsschicht bzw. -schichten zu verzichten.

Claims

Leitung (1) für den Transport eines Fluids, das Wasserstoff enthält, dadurch gekennzeichnet, dass sie von innen nach außen umfasst: – eine Schicht (2), die ein thermoplastisches Material auf Fluorbasis enthält, – eine Schicht (3), die einen Ethylenvinylalkohol enthält, – eine Schicht (4), die ein Polybutylenterephthalat enthält.
Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material auf Fluorbasis ein Ethylen-Fluor-Ethylen-Propylen ist.
Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material auf Fluorbasis ein Ethylen-Tetrafluor-Ethylen ist.
Leitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das thermoplastische Material auf Fluorbasis ein Polyvinylidenfluorid ist.
Leitung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei der Schichten durch eine Klebeschicht (5, 6) getrennt sind.
Leitung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Klebstoff auf Polyurethanbasis ist.