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 hohe 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 eine zentrale Rolle. Aktuelle Konzepte zeigt das Fraunhofer-Leistungzentrum GreenMat4H2 am Hessischen Gemeinschaftsstand, Halle 13, C36.
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 Green Materials for Hydrogen – GreenMat4H2
Das Leistungszentrum »GreenMat4H2« wird von der Fraunhofer-Einrichtung für Materialkreisläufe und Ressourcenstrategie IWKS und dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF geleitet. Im Kontext Wasserstoff entwickelt das Fraunhofer LBF in enger Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IWKS sowie mit Vertretern aus Forschung und Industrie Methoden zur Beschreibung des Einflusses von Wasserstoff auf die Lebensdauer von Werkstoffen, Bauteilen und Systemen. Entscheidend für die Arbeiten im Leistungszentrum sind die unmittelbare Übertragung der Forschungsergebnisse auf industrielle Anwendungen. Als zentrale Anlaufstelle für die Wasserstoff-Wirtschaft im Rhein-Main-Gebiet und überregional ist das Leistungszentrum das Bindeglied, um Materialkreisläufe der Wasserstoffwirtschaft nachhaltig zu schließen.