威孚化学推出用于PEM燃料电池的密封剂和胶粘剂

使用氢气的燃料电池高效节能。因为当氢气与氧气结合时只产生水和电能，它们不会释放任何有毒物质。

因此，在汽车向电动化转型背景下，该技术有很大的潜力。由于氢气是所有分子中最小的，用于燃料电池的粘合剂和密封剂必须提供非常紧密的密封，以防止氢气泄漏。威孚化学专门为此用途设计出了有机硅和聚氨酯。位于杜伊斯堡的氢气和燃料电池中心ZBT已经验证了这些材料的低气体渗透性。燃料电池本身和周边系统都可以使用这些产品。

燃料电池是由许多功能层组成的，每个功能层都有不同的工作原理、材料和组件。它适用于汽车领域，其中最受欢迎的一种是所谓的PEM燃料电池（质子交换膜燃料电池）。

双极板管理电能的释放，同时也确保氢气源源不断地流向电池。由于氢气是可燃的，并能在含氧环境中产生具有爆炸性的混合气体，因此必须对各个电池进行可靠的密封。除了对气体具有极强的抗渗性外，密封材料还必须能够承受恶劣的环境影响，如高达120℃的长时间高温或很低pH值。此外，密封材料可能需要去纠正双极板中任何与制造有关的公差，这些公差会导致密封材料上的压力分布不均，特别是在按压堆叠时。

例如，到目前为止，一直使用的是预制的密封零件。它们对于自动化大批量生产尤其是汽车工业并不是理想的选择。因为这些密封件必须被手动插入每个双极板的两边。此外，有可能在堆叠过程中失去双极板，从而导致密封失效。市售的加成固化硅胶液态垫圈可作为替代品，尽管它们也有问题，比如气体渗透率高，对大多数表面的附着力差等。

为了用于质子交换膜（PEM）燃料电池，威孚化学基于聚氨酯和有机硅制造了特殊的耐化学性双组分聚合物。这种材料为燃料电池部件的生产和使用提供了额外的好处，可作为液态现场成型密封件使用。

威孚化学的材料具有低气体渗透性

欧洲在该领域的顶级研究机构之一，杜伊斯堡氢气和燃料电池中心ZBT，已经证实了该材料异常低的气体渗透性。经过16小时的测试，其中一种硅基产品显示了非常低的氢渗透系数，约为130 E-8 cm2/s（对于加成固化的有机硅来说，500至1000 E-8 cm2/s之间的数字是正常的）。威孚化学还改善了材料在金属表面的附着力，并减轻了零件的压缩形变。

根据邵氏硬度设置，威孚的聚氨酯密封剂，在热机械特性方面类似于有机硅，具有更低的氢气渗透性。经过16小时的测量，它们的渗透系数大约在30到70 E-8 cm2/s之间。此外，这些材料在各种双极板基材上的附着力远比有机硅要好。密封失效不再是一个问题，因为这可以防止密封性能在制造过程中或在堆叠过程中被破坏。最后还有重要的一点是，与有机硅相比，可以大大加快固化速度，这对自动化大批量生产来说是一个显著的优势。

可用于堆栈、BOP组件和电解装置的粘合剂

由于具有良好的粘附性，威孚化学的聚氨酯材料也可以作为粘合剂用于其他用途，包括燃料电池堆内部和辅助设备（BOP）或周围系统。例如，利用威孚化学定制的、柔软的和有弹性的聚氨酯，可以将双极板的两个半壳结合并密封，并将整个叠层粘结在一起。作为激光焊接的替代方案，这种连接技术不仅可用于连接金属双极板，而且也可用于需要强力粘合的由石墨和聚合物组成的板材。

加湿器的部件也可以使用威孚产品进行密封和粘合。其出色的离子纯度和低挥发性成分（VOC）含量特别排除了对精细的离子选择性聚合物膜的伤害以及由此产生的性能下降。定制材料的独特成分还保证了在高达100℃的温度下的高抗水解性。

其他潜在的BOP应用包括连接到空气回路的空气压缩机或阳极再循环鼓风机。在后一种情况下，威孚化学的环氧树脂和有机硅可以对驱动电机的定子进行灌封。通过优化材料的导热性和抗裂性，旋转过程中产生的力得到了适当的调整，产生的热量也得到了特别的疏散。电源零部件包括DC/DC转换器、车载充电器和控制单元也可以采用专门用于功率模块的导热聚氨酯灌封化合物和硅凝胶。

用于制氢的产品

威孚专业、耐用的聚氨酯胶粘剂是制氢过程中各种部件的理想选择，因为它的氢渗透系数很低，只有3-4E-8cm2/s。制造“绿色氢”所需的聚合物膜电解槽的大量堆叠可以借助于它来进行连接。

由于碱性电解工厂使用一种氢氧化钾水溶液（30-35% KOH）作为电解质的电解槽，并在90-95℃的温度下运行，它们需要具有比聚合物膜技术所能提供的更耐化学性的粘合剂系统。大多数有机胶水和密封方法不能长期承受这种情况。现在市场上为数不多的能满足这些要求的产品之一就是：经过专门优化、高度交联的、耐化学腐蚀的威孚环氧树脂，它适合在触变状态下进行点胶。为了能够在将来为这一领域提供更多的解决方案，威孚化学正在积极地与一些学术机构和工业伙伴开展合作。

来源：PUWORLD

原文始发于微信公众号（艾邦氢科技网）

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