Additionsvernetzende Silikone mit geringer Wasserstoffdurchlässigkeit können für PEM-Elektrolyseure vielfältig eingesetzt werden (Bild: WEVO-CHEMIE GmbH)

31.10.2024 Neue Dichtmaterialien und Klebstoffe für Elektrolyseure

Polyurethane, Epoxidharze und Silikone eröffnen neue Freiheitsgrade bei der Gestaltung von Stacks

von Andreas Arlt (WEVO-CHEMIE GmbH), Maximilian Heym (Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF) RWTH Aachen University)

Etwa sechsmal schneller ist die automatisierte Herstellung eines Elektrolyseur-Stacks gegenüber der manuellen Montage. Allerdings ist das Abdichten der Bipolarplatten, der einzelnen Zellen sowie des gesamten Stacks eine Herausforderung. Für eine vollständige oder teilweise Automatisierung müssen die oftmals eingesetzten Flachdichtungen und O-Ringe ersetzt werden. Alternativ wurden Materialien entwickelt, die als Flüssigdichtungen und -klebstoffe aufgetragen werden können. Ihre Vorteile sind eine hohe Chemikalienbeständigkeit, eine geringe Wasserstoffpermeation und gute Haftungseigenschaften. Dies wurde durch Forschungsinstitute und in Kundenprojekten bestätigt.

In alkalischen Elektrolyseanlagen (Bild 1) herrschen durch die als Elektrolyt verwendete 80 bis 90 °C heiße Kalilauge (30- bis 35%ige wässrige KOH-Lösung) herausfordernde Umgebungsbedingungen. Die für diese Technologie neu entwickelten Materialien auf Basis von modifizierten Polyurethanen, Epoxidharzen und Silikonen ermöglichen innovative Lösungen – u.a. für die Abdichtung, das Stackdesign und die automatisierte Fertigung. Die Materialien kommen zunehmend auch für AEMElektrolyseure (Anion Exchange Membrane) zum Einsatz, bei denen die Anforderungen ebenfalls hoch sind – trotz der im Vergleich deutlich niedriger konzentrierten KOH-Lösung.