Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung
Forschungsprojekt zur Optimierung von Tanks für die Wasserstofftechnologie

27.09.2018 Ein neues Forschungsprojekt, an dem die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) beteiligt ist, will einen besonders leichten Tank für Wasserstofffahrzeuge entwickeln.

BAM-Prüfingenieur bereitet einen Composite-Druckbehälter für einen Test in der Impulsprüfanlage vor.
© Foto: BAM/Thomas Köhler
BAM-Prüfingenieur bereitet einen Composite-Druckbehälter für einen Test in der Impulsprüfanlage vor.

Ziel ist es, neue Werkstoffe und Fertigungsverfahren so zu optimieren, dass diese Speicher sicherer und gleichzeitig kosteneffizienter werden. Gefördert wird das NIP II-Verbundvorhaben, an dem die BAM als Partner beteiligt ist, vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) mit rund 1,45 Mio. Euro über 3 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 Zentrum der BAM-Forschung steht die sogenannte Impactbelastung 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. Ing. Georg Mair aus der Abteilung Gefahrgutumschließungen. Dafür arbeiten in der BAM 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 GmbH). Die Partner der BAM sind unter anderem die BMW AG, die Elkamet Kunststofftechnik GmbH, die ETC Ltd. Deutschland, die Ford-Werke GmbH, das Institut für Kunststoffverarbeitung, die ISATEC GmbH, die NuCellSys GmbH und die Teijin Carbon Europe GmbH.

Mehr Informationen über das Forschungsprojekt finden sich unter: www.now-gmbh.de/de
www.bam.de

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