使用氫氣的燃料電池高效節(jié)能。因?yàn)楫?dāng)氫氣與氧氣結(jié)合時(shí)只產(chǎn)生水和電能，它們不會(huì)釋放任何有毒物質(zhì)。
因此，在汽車(chē)向電動(dòng)化轉(zhuǎn)型背景下，該技術(shù)有很大的潛力。由于氫氣是所有分子中最小的，用于燃料電池的粘合劑和密封劑必須提供非常緊密的密封，以防止氫氣泄漏。威孚化學(xué)專(zhuān)門(mén)為此用途設(shè)計(jì)出了有機(jī)硅和聚氨酯。位于杜伊斯堡的氫氣和燃料電池中心ZBT已經(jīng)驗(yàn)證了這些材料的低氣體滲透性。燃料電池本身和周邊系統(tǒng)都可以使用這些產(chǎn)品。
燃料電池是由許多功能層組成的，每個(gè)功能層都有不同的工作原理、材料和組件。它適用于汽車(chē)領(lǐng)域，其中最受歡迎的一種是所謂的PEM燃料電池（質(zhì)子交換膜燃料電池）。
雙極板管理電能的釋放，同時(shí)也確保氫氣源源不斷地流向電池。由于氫氣是可燃的，并能在含氧環(huán)境中產(chǎn)生具有爆炸性的混合氣體，因此必須對(duì)各個(gè)電池進(jìn)行可靠的密封。除了對(duì)氣體具有極強(qiáng)的抗?jié)B性外，密封材料還必須能夠承受惡劣的環(huán)境影響，如高達(dá)120℃的長(zhǎng)時(shí)間高溫或很低pH值。此外，密封材料可能需要去糾正雙極板中任何與制造有關(guān)的公差，這些公差會(huì)導(dǎo)致密封材料上的壓力分布不均，特別是在按壓堆疊時(shí)。
例如，到目前為止，一直使用的是預(yù)制的密封零件。它們對(duì)于自動(dòng)化大批量生產(chǎn)尤其是汽車(chē)工業(yè)并不是理想的選擇。因?yàn)檫@些密封件必須被手動(dòng)插入每個(gè)雙極板的兩邊。此外，有可能在堆疊過(guò)程中失去雙極板，從而導(dǎo)致密封失效。市售的加成固化硅膠液態(tài)墊圈可作為替代品，盡管它們也有問(wèn)題，比如氣體滲透率高，對(duì)大多數(shù)表面的附著力差等。為了用于質(zhì)子交換膜（PEM）燃料電池，威孚化學(xué)基于聚氨酯和有機(jī)硅制造了特殊的耐化學(xué)性雙組分聚合物。這種材料為燃料電池部件的生產(chǎn)和使用提供了額外的好處，可作為液態(tài)現(xiàn)場(chǎng)成型密封件使用。
威孚化學(xué)的材料具有低氣體滲透性
歐洲在該領(lǐng)域的頂級(jí)研究機(jī)構(gòu)之一，杜伊斯堡氫氣和燃料電池中心ZBT，已經(jīng)證實(shí)了該材料異常低的氣體滲透性。經(jīng)過(guò)16小時(shí)的測(cè)試，其中一種硅基產(chǎn)品顯示了非常低的氫滲透系數(shù)，約為130 E-8 cm2/s（對(duì)于加成固化的有機(jī)硅來(lái)說(shuō)，500至1000 E-8 cm2/s之間的數(shù)字是正常的）。威孚化學(xué)還改善了材料在金屬表面的附著力，并減輕了零件的壓縮形變。
根據(jù)邵氏硬度設(shè)置，威孚的聚氨酯密封劑，在熱機(jī)械特性方面類(lèi)似于有機(jī)硅，具有更低的氫氣滲透性。經(jīng)過(guò)16小時(shí)的測(cè)量，它們的滲透系數(shù)大約在30到70 E-8 cm2/s之間。此外，這些材料在各種雙極板基材上的附著力遠(yuǎn)比有機(jī)硅要好。密封失效不再是一個(gè)問(wèn)題，因?yàn)檫@可以防止密封性能在制造過(guò)程中或在堆疊過(guò)程中被破壞。最后還有重要的一點(diǎn)是，與有機(jī)硅相比，可以大大加快固化速度，這對(duì)自動(dòng)化大批量生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是一個(gè)顯著的優(yōu)勢(shì)。
可用于堆棧、BOP組件和電解裝置的粘合劑
由于具有良好的粘附性，威孚化學(xué)的聚氨酯材料也可以作為粘合劑用于其他用途，包括燃料電池堆內(nèi)部和輔助設(shè)備（BOP）或周?chē)到y(tǒng)。例如，利用威孚化學(xué)定制的、柔軟的和有彈性的聚氨酯，可以將雙極板的兩個(gè)半殼結(jié)合并密封，并將整個(gè)疊層粘結(jié)在一起。作為激光焊接的替代方案，這種連接技術(shù)不僅可用于連接金屬雙極板，而且也可用于需要強(qiáng)力粘合的由石墨和聚合物組成的板材。
加濕器的部件也可以使用威孚產(chǎn)品進(jìn)行密封和粘合。其出色的離子純度和低揮發(fā)性成分（VOC）含量特別排除了對(duì)精細(xì)的離子選擇性聚合物膜的傷害以及由此產(chǎn)生的性能下降。定制材料的獨(dú)特成分還保證了在高達(dá)100℃的溫度下的高抗水解性。
其他潛在的BOP應(yīng)用包括連接到空氣回路的空氣壓縮機(jī)或陽(yáng)極再循環(huán)鼓風(fēng)機(jī)。 在后一種情況下，威孚化學(xué)的環(huán)氧樹(shù)脂和有機(jī)硅可以對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的定子進(jìn)行灌封。通過(guò)優(yōu)化材料的導(dǎo)熱性和抗裂性，旋轉(zhuǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的力得到了適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，產(chǎn)生的熱量也得到了特別的疏散。電源零部件包括DC/DC轉(zhuǎn)換器、車(chē)載充電器和控制單元也可以采用專(zhuān)門(mén)用于功率模塊的導(dǎo)熱聚氨酯灌封化合物和硅凝膠。
用于制氫的產(chǎn)品
威孚專(zhuān)業(yè)、耐用的聚氨酯膠粘劑是制氫過(guò)程中各種部件的理想選擇，因?yàn)樗臍錆B透系數(shù)很低，只有3-4E-8cm2/s。制造“綠色氫”所需的聚合物膜電解槽的大量堆疊可以借助于它來(lái)進(jìn)行連接。
由于堿性電解工廠使用一種氫氧化鉀水溶液（30-35% KOH）作為電解質(zhì)的電解槽，并在90-95℃的溫度下運(yùn)行，它們需要具有比聚合物膜技術(shù)所能提供的更耐化學(xué)性的粘合劑系統(tǒng)。大多數(shù)有機(jī)膠水和密封方法不能長(zhǎng)期承受這種情況?，F(xiàn)在市場(chǎng)上為數(shù)不多的能滿足這些要求的產(chǎn)品之一就是：經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)優(yōu)化、高度交聯(lián)的、耐化學(xué)腐蝕的威孚環(huán)氧樹(shù)脂，它適合在觸變狀態(tài)下進(jìn)行點(diǎn)膠。為了能夠在將來(lái)為這一領(lǐng)域提供更多的解決方案，威孚化學(xué)正在積極地與一些學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和工業(yè)伙伴開(kāi)展合作。
