Wevo提供用于PEM燃料电池的粘合剂和密封剂，基于聚氨酯和有机硅，氢渗透系数仅3至4E-8cm²/s，

时间： 2023-04-19 来源：Wevo官网

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氢基燃料电池具有高性能和高能效。它们不会产生有害排放物，因为氢气与氧气反应时只会释放水和电能。因此，在拟议的移动转型背景下，该技术在为电动汽车提供动力方面具有相当大的潜力。由于氢是所有分子中最小的，因此用于燃料电池的粘合剂和密封剂必须确保非常紧密的密封以防止扩散。Wevo-CHEMIEGmbH专门为此开发了有机硅和聚氨酯，它们的低透气性已得到杜伊斯堡氢和燃料电池中心ZBT的证实。这些产品既可用于燃料电池本身（“电堆”），也可用于周围系统（“电厂辅助设备”）。

Wevo有机硅和聚氨酯的低透气性已在杜伊斯堡氢和燃料电池中心ZBT的一项研究中得到证实。

燃料电池由多个功能层组成，这些功能层在使用的材料和组件以及工作原理方面可能有所不同。最常见的类型之一是所谓的PEM燃料电池（质子交换膜燃料电池），因为它适用于汽车行业，目前正在广泛研究，如图所示。

双极板确保向电池稳定供应氢气，同时控制电能的释放。由于氢气易燃并且在含氧气氛中会形成爆炸性混合物（“氢氧”），因此可靠地密封单个电池至关重要。密封材料不仅必须高度不透气；它们还必须能够耐受具有挑战性的条件，例如高达120℃的持续高温或低pH值。此外，如果双极板因制造而存在公差，则会导致密封材料上的压力分布不均匀，必须对此进行补偿——尤其是在对电堆进行加压时。

例如，迄今为止，预成型的镶嵌垫片已被用于此目的。然而，由于需要手动将它们插入每个双极板的两侧，因此它们不适用于大批量的自动化生产，尤其是汽车行业。此外，在电堆期间，存在分离双极板从而不再有效密封的风险。作为替代品提供的市售加成固化有机硅液体垫圈同样具有缺点，例如它们通常具有高透气性和对大多数基材的粘附性差。因此，Wevo开发了基于聚氨酯和有机硅的耐化学腐蚀的特殊双组分材料，用于质子交换膜燃料电池（PEM燃料电池）。它们作为液体成型的现场垫片应用，在燃料电池组件的制造和运行方面也具有更多优势。

WEVO的低透气性材料

这些材料异常低的透气性已得到杜伊斯堡氢和燃料电池中心ZBT的证实，该中心是该领域欧洲领先的研究机构之一。在16小时的测量时间后，其中一种基于有机硅的产品表现出非常低的氢渗透系数，约为130E-8cm²/s（加成固化有机硅的典型值介于500和1000E-8cm²/s之间）。此外，Wevo优化了对金属表面的附着力并降低了压缩形变。

Wevo的聚氨酯密封胶具有与有机硅相似的热机械性能，根据肖氏硬度设置，其氢渗透性甚至更低。它们的渗透系数在30到70E-8cm²/s之间变化，同样在16小时的测量期之后。更重要的是，这些产品对双极板不同基材的粘附力明显优于有机硅。这可以防止密封件在制造过程中或电堆过程中分离，因此密封效果的损失不再是问题。最后但同样重要的是，与有机硅相比，固化速度要快得多——这是自动化大批量生产的一项重要优势。

电堆、电刷组件和电解槽用胶粘剂

Wevo的聚氨酯基产品还可以用作其他应用的粘合剂——无论是在燃料电池堆内还是在电厂辅助设备（BOP）中，即周围系统——由于它们具有良好的粘合性能。除了将整个电池堆粘合在一起，例如，还可以使用定制的柔软弹性Wevo聚氨酯同时连接和密封双极板的两个半壳。对于金属双极板，这种连接方法可以替代激光焊接；对于基于石墨/聚合物复合材料的板材，持久的粘合是必须的。

Wevo产品还可以密封和粘合加湿器的组件。特别是，它们的高离子纯度和低水平的挥发性成分（VOC）排除了对敏感的离子选择性聚合物膜的损坏以及相关的性能下降。定制产品的特殊成分也确保了在高达100℃的温度下的高耐水解性。

安装在空气回路中的阳极再循环鼓风机或空气压缩机是BOP中的其他可能应用。在后一种情况下，Wevo的环氧树脂和有机硅可以灌封驱动电机的定子。通过优化材料的导热性和抗裂性，补偿旋转过程中产生的力，并有针对性地消除产生的热量。用于功率模块的特殊导热聚氨酯灌封化合物和硅凝胶同样用于功率电子元件，例如DC/DC转换器、车载充电器和控制单元。

使用WEVO产品生产氢气

由于其低氢渗透系数仅为3至4E-8cm²/s，Wevo定制的坚韧聚氨酯粘合剂也适用于制氢过程中涉及的各种组件。例如，生产“绿色氢”所需的基于聚合物膜技术的大型电解槽堆可以在其的帮助下粘合。

碱性电解厂需要比聚合物膜技术具有更高耐化学性的粘合剂系统，因为这种广泛使用的电解槽使用90至95℃的氢氧化钾水溶液（30-35%KOH）作为电解质。大多数有机粘合剂和密封系统无法永久承受此类条件。一种特别优化、高度交联和耐化学腐蚀的Wevo环氧树脂，其触变形式适用于应用粘合剂珠，是目前仅有的能够满足这些要求的少数产品之一。Wevo目前正在与各种研究机构和行业合作伙伴合作，以期在未来提供更多该领域的解决方案。

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