Kosteneffiziente und sichere Wasserstoffspeicherung

H2 hat von allen Kraftstoffen die höchste Energie pro Masse. Bei Umgebungstemperatur hat er aber eine geringe Dichte, so dass er für Verwendbarkeit in Autos komprimiert werden muss. Die CGH2-Technologie ist ausgereift und in Bezug auf die technischen Überlegungen gut etabliert. Die Forschung konzentriert sich derzeit auf die Optimierung von Parametern wie Druck, Gewicht, Volumen und Kosten, um die Technologie attraktiver zu machen. Darüber hinaus können die aktuellen Fertigungskapazitäten für CGH2-Tanks das Bedürfnis der Automobilbranche nach einer groß angelegten Produktion nicht erfüllen.

Die Kosten stehen weitgehend mit den Kosten für die Kohlefasern, die für die Verbundverstärkung der Behälter verwendet werden, in Verbindung. Reduzierte Kosten müssen gegen den erforderlichen hohen Druck und Sicherheitsbeschränkungen abgewogen werden, die derzeit die Spezifikationen für die Dicke vorgeben. Mit EU-Unterstützung für das Projekt COPERNIC (Cost & performances improvement for CGH2 composite tanks) verbessern Wissenschaftler die Verbundqualität bei gleichzeitiger Erhöhung der Produktivität der Herstellung, um die Leistung zu erhöhen und Kosten zu senken. Sie zielen auf eine groß angelegte Demonstration einer Pilotfertigungslinie mit einer technologisch-wirtschaftlichen Analyse.

Die Forscher schufen verbesserte Materialproben und testen sie derzeit auf physikalisch-chemische Parameter, mechanische Eigenschaften und Verarbeitbarkeit. Darüber hinaus führte das Team eine Erhebung zu innovativen Technologien für die Strukturüberwachung durch und definierte die zu verfolgende diagnostische Strategie. Ziel ist es, Möglichkeiten und Beschränkungen von eingebetteten Dehnungsaufnehmern mit optischen Fasern zu quantifizieren, um die Integrität des Hochdrucktanks zu überwachen.

Mit einem Fokus auf Geschwindigkeit und Qualität optimieren die Wissenschaftler auch eine Fadenwickelherstellungstechnik, die häufig verwendet wird, um Verbundstoffdruckbehälter oder Tanks herzustellen. Gewisse Verbesserungen werden derzeit an der Pilotanlage ausgewertet. Anhand von Mehrskalenmodellen basierend auf der Verbundarchitektur und den Materialien, aus denen der Referenztank besteht, werden Entwürfe und Kompositformulierungen optimiert. Mehrere Referenztanks wurden hergestellt und charakterisiert. Schließlich werden in Vorbereitung auf die Bewertung der neuen Technologien Prüfprotokolle und Kriterien definiert.

Die Wissenschaftler von COPERNIC wollen mit innovativen Materialien, Architekturen und Fertigungslösungen die Kosten für CGH2-Tanks deutlich reduzieren und gleichzeitig deren Leistung verbessern. Die Förderung der Markteinführung von Brennstoffzellen im Automobilsektor wird wichtige Vorteile für die EU-Wirtschaft, die Verbraucher und die Umwelt bringen.