Der Einsatz von leichten Materialien und insbesondere faserverstärkten Verbundwerkstoffen gilt als Schlüsseltechnologie zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen – unabhängig vom Antriebskonzept. Auch in Brennstoffzellen-Autos werden Composites eingesetzt – zum Beispiel als Speicher für Wasserstoff.
Gegenwärtige Verbunddruckbehälter als Wasserstofftanks müssen jedoch meist überdimensioniert ausgelegt sein, um die Sicherheitsanforderungen erfüllen zu können. Das macht die betreffenden Tanks trotz leichten Materials unnötig schwer und bei hohen Werkstoffpreisen auch kostspielig.
Im Projekt FiBreMoD (Fibre Break Models for Designing novel composite microstructures and applications) die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) zusammen mit Partnern ein Simulationstool entwickelt, um die Alterung kohlenstofffaserverstärkter Wasserstofftanks zu simulieren. Das zugrundeliegende Modell erlaubt es, das Verhalten ausgehend von einzelnen Faserbrüchen zu simulieren und Vorhersagen zur Festigkeit der Behälter zu treffen. Dank dieser Methode kann nun die Wandstärke der Behälter auf ein sicheres Minimum reduziert werden, um so Material und Kosten einzusparen.
„Wasserstoffautos sind immer noch sehr teuer in der Herstellung, insbesondere auch wegen der teuren Gasspeicher. Mit diesem Modell können wir Detailinformationen und Hinweise für Hersteller und Regelsetzer bereitstellen, die die Konstruktion von leichten Druckgasbehältern verbessern werden.“
(Georg W. Mair, Projektleiter der BAM)
Quelle und weitere Infos: H2Mobilität, idw