Verbundprojekt "HydroTransSeal"

Die gezielte Auswahl von Füllstoffen und Additiven bietet Optimierungsmöglichkeiten für Elastomere in Bezug auf Adsorption, Permeation und Quellung – auch unter Wasserstoffatmosphäre. (Bild: Fraunhofer LBF, Raapke)

07.09.2022 Verbundprojekt "HydroTransSeal"

Um gemeinsam geeignete Elastomerwerkstoffe zu entwickeln und Handlungsempfehlungen für die Optimierung bereits eingesetzter Systeme zu geben, hat das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF das Verbundprojekt "HydroTransSeal" initiiert und sucht weitere Partner.

Die Verwendung von Was­serstoff als Energieträger gilt als Schlüsseltechnologie. Besonders im Bereich des Transports von Wasserstoff und bei Tanksystemen für Brennstoffzellen-Fahrzeuge werden höchs­te Anforderungen an die Sicherheit der verwendeten Dichtungsmaterialien in den Leitungssystemen gestellt. Leckagen können aufgrund der Explosivität nicht toleriert werden. Elastomerdichtungen sind in der aktuellen Erdgasinfrastruktur fest etabliert. Halten diese auch dem Transport von Wasserstoff stand? Das Verbundprojekt "HydroTransSeal" soll hier neue Werkstoffe entwickeln und Handlungsempfehlungen für die Optimierung bereits eingesetzter Systeme erarbeiten.

Der Systemdruck bei ersten Serienanwendungen von Wasserstofftanksystemen liegt bei 350 bar. Zukünftige Entwicklungen streben Anwendungen mit 700 bar Nenndruck oder darüber hinaus an. Zusätzlich zu diesen Belastungen durch Druck kommen Temperaturbereiche von - 40 °C bis 85 °C, die bei Betankungsvorgängen auftreten können. Neben diesen hohen Anforderungen an die nominellen Eigenschaften der Dichtungen ist bei Elastomerwerkstoffen über die Nutzungsdauer mit Alterungseffekten zu rechnen, welche die Dichteigenschaften verändern. Auch diese Effekte werden von wirkenden mechanischen Lasten, Temperaturen und Medien stark beeinflusst und sind in der Auslegung von Leitungssystemen ebenfalls zu berücksichtigen.

Es existieren bisher nur wenige gesicherte Erkenntnisse zum Einsatz von Elastomeren im Zusammenspiel mit Wasserstoff. Das Ziel des Projektes "HydroTransSeal" ist es, die Wechselwirkungsmechanismen von Wasserstoff mit Elastomerwerkstoffen zu verstehen sowie geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um die Werkstoffe für den Kontakt mit Wasserstoff gegenüber Permeation, Adsorption und Quellung robuster zu gestalten, beispielsweise durch die Auswahl geeigneter Füllstoffe und Additive.

Das Projekt soll auch Anregung für die Rohstofflieferanten im Bereich der Elastomere sein, innovative Elastomerformulierungen in dem zukunftsträchtigen Bereich des Wasserstofftransports zu platzieren und Neuentwicklungen für diese Systeme anzustoßen. Zusätzlich sollen die in Erdgasleitungen eingesetzten Elastomersysteme auf ihre Tauglichkeit im Einsatz mit Wasserstoff untersucht und ggf.qualifiziert werden.

Weitere Informationen zum Projekt

Lösungspartner

Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit

 

Branchen

Energietechnik

Zielgruppen

Einkauf, Instandhaltung, Konstruktion & Entwicklung, Produktion & Fertigung, Qualitätssicherung, Unternehmensleitung, Vertrieb