Entwicklung von Kunststoff-Hybrid-Hochdruckbehältern mit bis zu 1000 bar

Projektblog

► Beitrag vom 19. April 2019 auf FuelCellWorks (externer Link)

Projektziele

Ziel des Forschungsprojektes H2-HD ist die Entwicklung von neuen Strategien zur Auslegung der CFK-Ummantelung von Kunststoff-Hybridtanks (Typ IV) für Betriebsdrücke bis zu 1000 bar. Um in diesem Themenfeld die Effizienz der Hochdruckbehälter zu steigern, wird das Projektkonsortium das werkstoffmechanische Verhalten des Verbundstoff-Laminats auf mikro-, meso- und makroskopische Ebene erforschen und dabei die Auswirkungen von fertigungsbedingten Fehlstellen und Schädigungen betrachten. Im Brennpunkt der Untersuchung stehen Werkstoffkonzepte mit Blick auf den Multimaterialcharakter des Druckbehälters, insbesondere in Bezug auf deren Alterung und deren spezifischen Anforderungen in Kontakt mit hochverdichtetem Wasserstoff.

Essenziell für den Betrieb und die Verwendung von Wassrstoff-Hochdruckbehältern ist die Gewährleistung der Sicherheit. Mit diesem Hintergrund soll die zerstörungsfreie 3D-Röntgen-Prüfung weiterentwickelt werden, bis dahin zur serienbegleitenden Qualitätsüberwachung im Fertigungsprozess. Dabei ist der Nachweis der Sicherheit des Druckbehälters und der Hochdruckschnittstellen für den Wasserstoffeinsatz Ziel dieses Projektes.

Anwendung

Die Hochdruckbehälter ermöglichen große Mengen Grünen Wasserstoffs ohne vorhandene Leitungsnetze zu transportieren. Dies ist insbesondere für den Straßen- und Schienentransport eine attraktive Möglichkeit. Um die Menge an transportiertem Wasserstoff zu steigern, sind höhere Speicherdichten ein ausschlaggebender Punkt. Hochdruckbehälter mit Betriebsdrücken von bis zu 1000 bar erfordern erhöhte Investitionskosten in Form von Material- und Fertigungskosten. Eine Weiterentwicklung dieser Behälter ist somit nicht nur für den sicheren Betrieb sondern auch aus betriebswirtschaftlicher Sicht notwendig.

Die Tanks eignen sich außerdem als Zwischen und Pufferspeicher und können in vorhandene Systeme integriert werden, um so langfristig dezentral große Mengen Grünen Wasserstoffs zu speichern und die Infrastruktur weiter auszubauen.

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