Wie 1.000-bar-CFK-Wasserstofftanks leichter und wirtschaftlicher werden

Im Projekt Hypos erforscht der Technologiekonzern Hexagon derzeit mit Partnern, wie CFK-Wasserstofftanks mit Betriebsdrücken bis 1.000 bar gleichzeitig leichter und kostengünstiger gemacht werden. In einem Interview mit Springer Professional erläutert Fabian Richter, Entwicklungsingenieur bei Hexagon R&D und Koordinator des Forschungsprojekts Hypos, wie der Stand der Forschungen ist.

Die Schwierigkeit ist dabei laut Richter, die verhältnismäßig teure Kohlenstofffaser gezielt einzusetzen, um das Festigkeitspotential dieses hochfesten Werkstoffs auch bei dickeren Wandstärken auszunutzen und Material beziehungsweise Kosten zu sparen.

Die Lösungsansatz der Forschenden ist es, Kohlenstofffasern im klassischen Nasswickelverfahren in einer Matrix auf Epoxidharz-Basis zu verarbeiten. Die Außenhülle aus CFK wird dabei nass auf den Behälter aufgewickelt und anschließend im Temperprozess zum fertigen Bauteil aushärtet. Insbesondere die Abfolge der unterschiedlichen Laminatlagen sei, so Richter im Interview, der Schlüssel und sehr wichtig, um eine reproduzierbar hohe Fertigungsqualität zu erreichen.

Die Wirtschaftlichkeit steht in direktem Zusammenhang mit dem Speicherdruck. Höherer Betriebsdruck bedeutet mehr zu transportierende Wasserstoffmenge, aber auch höheres Behältergewicht.

„Oft heißt es, dass hohe Speicherdrücke nicht wirtschaftlich sind, aber wir konnten mit unseren Entwicklungen zeigen, dass für unterschiedliche Anwendungen unterschiedliche Behälterdrücke wirtschaftlich sinnvoll sind. Bei Hexagon stellen wir von niedrigen bis zu sehr hohen Betriebsdrücken unterschiedliche Behältergrößen her und wollen damit dem Kunden die beste Behälterlösung anbieten.“
Fabian Richter, Entwicklungsingenieur bei Hexagon R&D und Koordinator des Forschungsprojekts Hypos

Bei Hexagon sehe man die Anwendung eines 1.000-bar-Speichers vor allem im Bereich Distribution und stationärer Speicher, wie beispielsweise Tankstellen. Dort könnte der höhere Speicherdruck zusätzlich bei der Betankung von Automobilen von Vorteil sein, die mit Behältern mit 700 bar Betriebsdruck ausgestattet sind. Für die Betankung müssen Tankstellen höhere Drücke erzeugen, damit der Wasserstoff in den Fahrzeugtank strömt.

Neben Hexagon sind am Hypos-Projekt auch Rayscan sowie die Fraunhofer-Institute   IMWS und IWM beteiligt.

Bild oben: Hochdruckbehälter (300bar) für Wasserstoffspeicherung und – transport. (Quelle: Hexagon)


Quelle und weitere Infos: Springer Professional, Hypos

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