Leichtere Tanks für Wasserstoffautos

Ein neues Forschungs­projekt, an dem die Bundes­anstalt für Material­forschung und -prüfung BAM beteiligt ist, will einen besonders leichten Tank für Wasserstoff­fahrzeuge entwickeln. Ziel ist es, neue Werkstoffe und Fertigungs­verfahren so zu optimieren, dass diese Speicher sicherer und gleichzeitig kosten­effizienter werden. Gefördert wird das Projekt vom Bundes­ministerium für Bildung und Forschung mit rund 1,45 Mio. Euro über drei Jahre.

Wasserstoff betriebene Elektro­fahrzeuge gelten als besonders umwelt­freundlich. Brenn­stoff­zellen wandeln gasförmigen Wasser­stoff in Strom um, der dann einen Elektro­motor antreibt. Die dafür erforder­lichen Wasserstoff­speicher können genauso schnell befüllt werden wie die Tanks von Benzin- oder Diesel­fahrzeugen. Momentan sind Wasserstoff­speicher aber noch recht schwer und in der Herstellung teuer. Das Forschungs­vorhaben der BAM will einen besonders leichten, günstig produzier­baren und sicheren Wasserstoff­tank aus Carbon­fasern und einem Kunststoff­liner entwickeln.

Dazu arbeitet die BAM als Expertin für die Sicherheit von Druckgas­behältern zusammen mit Autoherstellern, Experten für Carbon­faser­verarbeitung und Kunststoff­entwicklung. Im Fokus der BAM-Forschung steht die Impakt­belastung der Wasserstoff­speicher. Dabei wird die Berst­sicherheit der Fahrzeug­tanks nach Unfällen untersucht. Auf einem neuen speziell entwickelten Prüfstand können die Belastungen der Tanks mit und ohne Gasfüllung nachgestellt werden.

„Weil innere Schäden wie gebrochene Carbonfasern nicht immer äußerlich sichtbar sind, werden die Tanks außerdem mit Hilfe der Schall­emissions­analyse, der Computer­tomographie und hydraulischer Rest­festigkeits­prüfungen untersucht“, erklärt Projekt­leiter Dr. Georg Mair aus der Abteilung Gefahrgut­­umschließungen. Dafür arbeiten in der BAM Wissenschaft­lerinnen und Wissen­schaftler aus drei Fachbereichen zusammen.

Überstehen die neuen Druckbehälter die Impact­belastungen, werden sie noch auf ihre Rest-Berst­festigkeit getestet. Dann zeigt sich, ob die Speicher sicher betrieben werden können und ihre Widerstands­fähigkeit durch die angestrebte Material­einsparung nicht schlechter oder sogar besser geworden ist.

Das Verbundvorhaben „Delfin – Erforschung alternativer Materialien und Fertigungs­prozesse für kosten- und gewichts­reduzierte Druck­behälter aus endlos­faser­verstärktem Kunststoff“ gehört zur 2. Stufe des „Nationalen Innovations­programms Wasserstoff- und Brennstoff­zellen­technologie“ (NIP II). Koordiniert wird der Forschungs­verbund von der Programm­gesellschaft Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoff­zellen­technologie NOW. (Quelle: BAM)

Links: NOW GmbH – Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoff­zellen­technologie, Berlin • Abt. Gefahrgut­­umschließungen, Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM), Berlin

Bild: BAM-Prüfingenieur bereitet einen Composite-Druckbehälter für einen Test in der Impulsprüfanlage vor. (Quelle: BAM / T. Köhler)

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