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Eficiente, duradero y seguro: Ultramid® Advanced para las tecnologías actuales de pila de combustible

Nuvera Fuel Cells utiliza la poliftalamida (PPA) de BASF en varios componentes de su nuevo motor de pila de combustible de 45Kw.

Ultramid® Advanced N3HG6 muestra una excelente resistencia térmica y química, unas propiedades mecánicas excepcionales y un rendimiento estable a largo plazo.

Nuvera Fuel Cells, el fabricante estadounidense de motores de cero emisiones para vehículos pesados con sede en Billerica (Massachusetts), ahora utiliza la poliftalamida (PPA) Ultramid® Advanced N de BASF para fabricar varios componentes en su última generación de motores de pila de combustible de 45 kW. Estos motores se incorporarán a autobuses urbanos y vehículos de reparto en China durante los tres próximos años. Los componentes, entre ellos colectores, carcasas de termostatos, válvulas de control, inyectores y tubos de escape, exigen unas propiedades estables del material para diversas temperaturas. Ultramid® Advanced N3HG6 muestra una excelente resistencia térmica y a química, unas propiedades mecánicas excepcionales, alta resistencia al impacto, buena estabilidad dimensional y un rendimiento estable a largo plazo. Dado que algunos de los componentes se ven expuestos a entornos con agua fría, aire e hidrógeno, el compuesto de PPA basado en PA9T combina una excelente resistencia a los productos químicos y cumple los requisitos de pureza para aplicaciones sensibles en pilas de combustible y dispositivos electrónicos.

El reto para Nuvera con el motor de pila de combustible E-45 consistía en hallar una solución ligera para fabricar varias piezas de aluminio fundido y tubos capaces de resistir altas temperaturas en plástico de alto rendimiento con el fin de adaptar los motores de pila de combustible para su fabricación en seria conservando su rendimiento y su seguridad. Para ello, Ultramid® Advanced N3HG6 proporciona la seguridad y la calidad que exigen las piezas del motor: excelente grado de rigidez y resistencia, dureza y buenos niveles de desgaste y fricción. Así lo demostrado en los numerosos ensayos realizados en contacto con refrigerantes, donde puede resistir una temperatura de uso continuo de 105°C durante 10.000 a 20.000 horas en una mezcla de etilenglicol, agua e hidrógeno. La PPA de BASF también permite una permeabilidad muy baja de combustible, de gases y compuestos volátiles, evitando de este modo la corrosión o las incrustaciones en el sistema del motor.

“Para mantener la cuota de mercado y cumplir unos requisitos normativos cada vez más exigentes, los fabricantes de vehículos necesitan ofrecer a sus clientes opciones de cero emisiones que sean prácticas de gestionar, operar y mantener, y que suministren la potencia requerida”, señala Gus Block, Director de Marketing y Asuntos Públicos de Nuvera Fuel Cells. “Las pilas de combustible son la mejor respuesta para cubrir esta demanda en muchos vehículos comerciales e industriales. Con la PPA de BASF, su know-how sobre las aplicaciones y su servicio técnico a medida, hemos logrado reducir el coste por unidad respecto a las soluciones de metal y lo hemos comercializado en el plazo previsto. Lo que más nos impresionó fue la velocidad y la efectividad de BASF para asistirnos en el diseño de algunas de las piezas críticas, como las tapas de los colectores, en una primera fase”. El motor de pila de combustible Nuvera E-45 puede propulsar vehículos de tamaño mediano y grande, como autobuses, camiones y furgonetas de reparto, así como camiones industriales y otros vehículos pesados.

“Las exigencias eran especialmente elevadas por el uso continuo a altas temperaturas, mucho más de lo que suelen ofrecer los plásticos convencionales”, explica Jim Peet, Director de Desarrollo del Negocio para PPA de BASF. “Gracias a nuestra experiencia en componentes de plástico para automoción, a nuestro soporte CAE con Ultrasim® y nuestra extensa gama de poliftalamidas podemos suministrar el material apropiado para las diferentes piezas de la pila de combustible. Esto nos ha permitido ayudar a Nuvera a desarrollar estas nuevas aplicaciones tan complejas con un rendimiento óptimo para una de las tecnologías clave del futuro”.
Uno de los servicios proporcionados por BASF fue la optimización del diseño con el programa de simulación Ultrasim® de BASF. Por ejemplo, para el colector se llevó a cabo un análisis del llenado y de la deformación: no se produjeron fugas tras la primera optimización de los parámetros y así se agilizó considerablemente el desarrollo del colector. Utilizando la simulación de llenado, BASF y Nuvera analizaron aspectos como las líneas de soldadura, la estanqueidad y las mejoras estructurales.

Sobre de Ultramid® Advanced:

El catálogo de poliftalamidas de BASF se basa en los cuatro polímeros Ultramid® Advanced N (PA9T), Ultramid® Advanced T1000 (PA6T/6I), Ultramid® Advanced T2000 (PA6T/66) y el veterano Ultramid® T KR (PA6T/6). Todos ellos abren la puerta a la próxima generación de componentes de plástico ligeros y de alto rendimiento en muchos sectores, como la industria de automoción, dispositivos electrónicos y eléctricos, ingeniería mecánica y productos de consumo. El catálogo de PPA está disponible en todo el mundo y se ve complementado por la herramienta de simulación Ultrasim® de BASF y su larga experiencia en el desarrollo de aplicaciones. Incluye más de 50 compuestos para moldeo por inyección y extrusión, productos con o sin retardantes de la llama. Los compuestos se suministran en diferentes colores, desde incoloros hasta negros, se pueden marcar por láser y cuentan con un refuerzo de fibra de vidrio corta o larga o fibra de carbono, y con varios estabilizadores térmicos.

www.ultramid-advanced-n.basf.com

www.ppa.basf.com