Längere Lebensdauer und weniger CO₂: BAM optimiert Wasserstoff-Druckbehälter

Die Bundesanstalt für Materialforschung (BAM) entwickelt in einem Gemeinschaftsprojekt klimafreundlichere Wasserstoff-Druckbehälter. Ihnen kommt bei der Energiewende eine besondere Rolle zu.

von | 10.08.23

Bei der Herstellung von Wasserstoff-Druckspeichern lassen sich bis zu 20 % CFK-Material einsparen.
BAM
BAM

10. August 2023 | Die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) entwickelt in einem Gemeinschaftsprojekt klimafreundlichere Wasserstoff-Druckbehälter. Ihnen kommt bei der Energiewende eine Schlüsselrolle zu: Sie dienen als „Treibstofftanks“ in LKWs, Bussen, Zügen, Containerschiffen und Flugzeugen sowie als Wasserstoff-Transport- und Speicherbehälter in zahlreichen Anwendungsprojekten. Ihre konventionelle Herstellung emittiert jedoch große Mengen CO₂.

Grund für den großen CO₂-Fußabdruck der Speicher ist deren Material: Carbonfaserverstärkte Kunststoffe (CFK). Bis zu 2,5 t CO₂ werden nach Angaben der BAM bei der Produktion des für einen Behälter notwendigen Kunststoffes freigesetzt.

Ein neues Projekt will diese CO₂-Bilanz verbessern. Koordiniert wird es von der RWTH Aachen; beteiligt ist neben der BAM eine Vielzahl von Speicher-Herstellern. Die Projektgruppe setzt an zwei Stellen an: Erstens soll der kostenintensive Leichtbau-Werkstoff CFK effizienter als bisher eingesetzt werden.

„Aktuell werden die Behälter, die im Betrieb einem Druck von bis über 700 bar standhalten müssen, aus Sicherheitsgründen besonders konservativ ausgelegt, d.h. es wird sehr viel Material verwendet“, erklärt Eric Duffner, Experte für die Speicher, der die Projektbeteiligung der BAM verantwortet.

 

„Unsere langjährigen Untersuchungen deuten jedoch darauf hin, dass das Material sparsamer eingesetzt werden kann.“

Digitalisierte Herstellung und längere Lebensdauer

Dank einer digitalen Prozessüberwachung bei der Herstellung sollen die Speicher mit nur so viel CFK-Material wie erforderlich hergestellt werden.

„Wir gehen im Projekt davon aus, dass sich durch eine Optimierung der Herstellung rund 20 Prozent des Materials einsparen und gleichzeitig sogar sicherere Speicher als bisher produzieren lassen“, so Duffner.

Der zweite Ansatz zielt auf die Lebensdauer der Speicher.

„Auch hier deuten unsere umfangreichen Untersuchungen zu mechanischen und thermischen Belastungen darauf hin, dass die Speicher viel länger als bisher in Betrieb bleiben könnten“, erklärt der Speicher-Experte der BAM.

Aus einer Pressemitteilung der BAM geht hervor, dass sie ihre Erkenntnisse aus zerstörungsfreien Prüfverfahren in das Projekt einfließen lassen will. So sollen aktuelle Sicherheitsbewertungen und Annahmen zur Lebensdauer auf eine bessere empirische Grundlage gestellt werden.

Ohne Druckbehälter geht es (vorerst) nicht

Die Ergebnisse des Projekts sollen abschließend in die Normen und Gesetze zu Wasserstoff-Druckspeichern eingehen. Gefördert wird das Gesamtvorhaben durch das Technologietransfer-Programm Leichtbau des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz.

Hintergrund des Behälter-Projekts ist die nach Einschätzung vieler Expert:innen steigende Nachfrage im Zuge des Wasserstoffhochlaufs: Bis zum Aufbau eines Wasserstoffnetzes dürfte der Energieträger vorzugsweise in Druckbehältern per LKW zu Abenehmern transportiert werden, seien es Wasserstofftankstellen oder andere Abnehmer.

(Quelle: BAM/2023)

 

 

 

Bildquelle, falls nicht im Bild oben angegeben:

Jetzt Newsletter abonnieren

Brennstoff für Ihr Wissen, jede Woche in Ihrem Postfach.

Hier anmelden

H2-Projekte in Ihrer Region

Mehr als 300 Wasserstoff-Projekte in Deutschland und Europa

Hier geht's zur interaktiven Karte

Tesa bezieht Wasserstoff von EWE aus Emden
Tesa bezieht Wasserstoff von EWE aus Emden

Der Energieversorger EWE AG und der Klebeband-Hersteller Tesa SE haben Anfang Oktober einen Liefervertrag über jährlich 500 Tonnen erneuerbaren Wasserstoff unterzeichnet. Ab 2028 soll der H2 aus Emden das Tesa Werk Hamburg versorgen und die CO2-Emissionen dort um rund 6.000 Tonnen pro Jahr senken. Eingesetzt werden soll der Wasserstoff im Werk für die Dampferzeugung.

mehr lesen
„Die technische Machbarkeit ist nachgewiesen, die größte Herausforderung liegt im Markthochlauf“
„Die technische Machbarkeit ist nachgewiesen, die größte Herausforderung liegt im Markthochlauf“

Vom Abgassystem zur Brennstoffzelle: Purem by Eberspächer bringt seine Erfahrung aus der Akustik- und Abgasreinigungstechnik gezielt in den Wasserstoffbereich ein. Im Interview erklärt Patrick Schaller, Product Director für Wasserstoffanwendungen und -komponenten, wie der De-Hydrator die Dampfbildung an Brennstoffzellenfahrzeugen reduziert und wie der Hydrogen Recirculation Blower (HRB) durch Rezirkulation von Wasserstoff die Effizienz steigert. Beide Technologien haben bereits erste Praxistests bestanden. Ende Oktober präsentiert Purem by Eberspächer beide Lösungen live auf der Hydrogen Technology World Expo in Hamburg.

mehr lesen
Thyssenkrupp Nucera zentralisiert Montage von Elektrolysezellen
Thyssenkrupp Nucera zentralisiert Montage von Elektrolysezellen

Das Anlagenbauunternehmen Thyssenkrupp Nucera AG & Co. KGaA errichtet nach eigenen Angaben erstmals ein Montagezentrum für Elektrolysezellen in Europa. Der sogenannte „Assembly Hub“ liegt im portugiesischen Vila Nova de Gaia und soll 2028 den Betrieb aufnehmen. Beliefert werden sollen vor allem europäische Elektrolyseprojekte, darunter das Vorhaben „Onuba“.

mehr lesen

H2 Talk

„Die technische Machbarkeit ist nachgewiesen, die größte Herausforderung liegt im Markthochlauf“
„Wir wollen e-Fuels vom teuren Nischenprodukt zu einer wettbewerbsfähigen Lösung entwickeln“
„Der Mittelstand ist das Kraftwerk unserer Wirtschaft"

Publikationen

Netzmeister 2023

Netzmeister 2023

Erscheinungsjahr: 2023

Für die Instandhaltung der Gas-, Wasser- und Fernwärmerohrnetze, die den mit Abstand größten Teil des Anlagevermögens von Versorgungsunternehmen ausmachen, trägt der Netzmeister die Verantwortung. Um den täglichen Anforderungen gerecht werden zu ...

Zum Produkt

Wasserstoff in der Praxis, Bd. 2: Gebäude- und Messtechnik

Wasserstoff in der Praxis, Bd. 2: Gebäude- und Messtechnik

Erscheinungsjahr: 2022

Das Buchreihe „Wasserstoff in der Praxis“ vermittelt Praktikern wichtige Informationen über den Stand der Technik und zukünftige Entwicklungen. Im 2. Band stehen die Themen „Gebäudetechnik“ und „Messtechnik“ im Fokus. Das ...

Zum Produkt

Wasserstoff in der Praxis, Bd. 1: Infrastruktur

Wasserstoff in der Praxis, Bd. 1: Infrastruktur

Erscheinungsjahr: 2021

Das Buchreihe „Wasserstoff in der Praxis“ vermittelt Praktikern wichtige Informationen über den Stand der Technik und zukünftige Entwicklungen. Im 1. Band werden die Herausforderungen dargestellt, die Wasserstoff an die Gasinfrastruktur und den ...

Zum Produkt