Sichere und zirkuläre Wasserstofftechnologie

Die Sicherheit und Zuverlässigkeit von wasserstoffexponierten Werkstoffen und Komponenten sind wesentliche Voraussetzungen bei der Etablierung von Wasserstoff als zukünftige regenerative Energieträger oder -speicher. Die Steigerung der Akzeptanz von Wasserstoff durch Validierung und Verbesserung der Zuverlässigkeit und Sicherheit von wasserstoffführenden Komponenten sind hierbei zentrale Herausforderungen für die emissionsfreie Mobilität sowie die Versorgungsinfrastruktur. Gleichzeitig spielt die Kreislauffähigkeit der verwendeten Materialien bei der Rohstoff- und Ressourcensicherung als auch bei der Reduzierung des „Carbon Footprints“ eine zentrale Rolle. In diesem Kontext stellt das Fraunhofer-Leistungzentrum GreenMat4H2 am Hessischen Gemeinschaftsstand auf der Group Exhibit Hydrogen + Fuel Cells EUROPE (Halle 13, Stand C36) aktuelle Analysekonzepte und individuelle Validierungsmethoden für Materialien und Systeme im Umfeld der Wasserstofftechnologie vor.

© Fraunhofer LBF
Fraunhofer-Exponat: Zugmaschine mit Wasserstofftanks und Brennstoffzelle.

Zuverlässigkeit und Betriebsfestigkeit von mit Wasserstoff beaufschlagten Systemen

Auf der Hannover Messe zeigen Fraunhofer-Forschende die neuesten Entwicklungen zum Thema Monitoringsysteme für Wasserstofftanks. Diese funktionieren  kostengünstig und langlebig nach dem Prinzip des Acoustic Emission. Darüber hinaus werden Bewertungsmethoden und Prüfverfahren zur Zuverlässigkeits- und Lebensdauerabschätzung von polymeren und metallischen Materialien sowie ganzen Systemen, wie Brennstoffzellen, aus der Wasserstoffwirtschaft vorgestellt. Im Fokus stehen dabei die Nutzfahrzeuge, die eine Kombination aus Batterie und Brennstoffzelle zur Energieversorgung mit sich führen. Die multiphysikalische Betrachtung aller Schädigungseinflüsse bei mobilen Systemen ist dabei die Grundlage der Zuverlässigkeitsmodellierung.

Kreislaufwirtschaft für Systeme und Komponenten der Wasserstoffwirtschaft

In Bezug auf das Themengebiet Kreislaufwirtschaft stellen die Fraunhofer-Expertenteams ein nachhaltiges Verfahren zur Aufbereitung von Brennstoffzellen vor. Der verifizierte Recyclingansatz aus mechanischer Vorbehandlung und chemischen Trennverfahren ist in der Lage, hochwertige Materialfraktionen, insbesondere aus wertvollen Katalysatormaterialien wie die Metalle der Platingruppe von den anderen Werkstoffen, insbesondere von Kunststoffen auf Fluorbasis zu trennen. Dadurch wird sichergestellt, dass die Brennstoffzellentechnologie nicht nur in der Anwendung, sondern auch in Betrachtung des gesamten Lebenszyklus nachhaltig und kosteneffizient ist.

 

Leistungszentrum-Wasserstoff Hessen – Green Materials for Hydrogen GreenMat4H2

Im Leistungszentrum-Wasserstoff Hessen »GreenMat4H2« bündeln Fraunhofer IWKS und Fraunhofer LBF ihre Kompetenzen, um Konzepte für eine nachhaltige, geopolitisch unabhängige, effiziente und sichere Wasserstoffwirtschaft zu erarbeiten. Berücksichtigt wird der gesamte Lebenszyklus von Produkten und Systemen einer Wasserstoffökonomie, von der Erzeugung, über Speicherung und Transport, bis hin zur Nutzung und Wiederverwertung. Dabei fokussiert das Fraunhofer LBF auf die Zuverlässigkeit und Betriebsfestigkeit von mit Wasserstoff beaufschlagten Systemen; das Fraunhofer IWKS auf die Zirkularität und Rezyklierbarkeit von Komponenten.

Im Rhein-Main-Gebiet und darüber hinaus hat sich das Leistungszentrum-Wasserstoff Hessen als Kompetenzzentrum und Austauschplattform für die Akteure der Wasserstoffwirtschaft etabliert.