Neuland Wasserstofftechnologie

Produkte und Systeme für den Einsatz in Wasserstofftechnologien ertüchtigen, ist für viele Unternehmen ein herausforderndes Projekt. Damit verbunden sind werkstofftechnologische Fragen, Fragen zur Sicherheit und Lebensdauer und zur Einhaltung von Normen und Standards. Das relevante Werkstoffwissen ist oft unvollständig. Wir helfen die zentralen Handlungsbedarfe zu strukturieren und zu priorisieren und Informations- und Wissenslücken zu schließen. Wir ermöglichen einen effizienten Einstieg in das Technologiefeld Wasserstoff. 

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FAQs - Beispiele für KundenFragen
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FAQs – Beispiele für Kundenfragen

Jede Fragestellung ist individuell und die Antwort ist kundenspezifisch. Mit den Antworten bekommen Sie einen ersten Eindruck davon, wo wie bei der Klärung ansetzen. Sprechen Sie uns an. Gemeinsam suchen wir einen (unverbindlichen) Lösungsweg für Ihre Herausforderung.

 

Ich möchte wissen, ob der Werkstoff, den wir für bestimmte Bauteile einsetzen, wasserstoffempfindlich ist. Sind Zugversuche dafür geeignet?

Zugversuche mit gasförmigem Wasserstoff sind eine gute Screeningmethode, um die Wasserstoffempfindlichkeit eines Werkstoffs abzuschätzen. Hohlproben bieten die Möglichkeit für kostengünstige Zugversuche. Rund- und Flachproben können im Wasserstoffautoklaven nach Norm getestet werden. Für eine detaillierte Auslegung muss der Werkstoff unter der Belastung, die er im Einsatz erfährt, untersucht werden.

Was kann Wasserstoff an meinem Produkt anrichten?

Wasserstoff kann zu einer Versprödung des Werkstoffs und zum frühzeitigen Versagen des Bauteils durch z.B. erhöhtes Risswachstum führen

Gibt es ein erhöhtes Versagensrisiko bei Komponenten, die im Kontakt mit Wasserstoff stehen?

Dazu muss die Anfälligkeit für Wasserstoffversprödung bewertet werden. Diese ist letztlich abhängig vom Werkstoff und den Einsatzbedingungen, denen er ausgesetzt ist, wie Wasserstoffdruck, Temperatur, mechanischen Lasten.

Wie bekomme ich mein Bauteil H2-Ready?

Die H2-Readyness wird bestimmt durch den Werkstoff und durch das Bauteildesign. Zur Bauteilauslegung gibt es in einigen Bereichen wie Pipelines gültige Ausrichtungsrichtlinien und Normen. Hier unterstützen wir bei der Ermittlung der notwendigen Werkstoffkennwerte und Anwendung der Richtlinien. In anderen Bereichen, wo es keine Richtlinien gibt, wenden wir etablierte Auslegungskonzepte so an, dass sie dem Wasserstoffeinfluss Rechnung tragen.

Dringt Wasserstoff in mein Bauteil ein und wird dieser darin gebunden? Welche Arten von Traps gibt es? Welche lokalen Konzentrationen sind möglich?

Wasserstoff dringt in praktisch jeden metallischen Werkstoff ein. Mit unserem Gaspermeationsprüfstand können wir die Wasserstoffdiffusionsgeschwindigkeit messen. Wieviel Wasserstoff eindringt und wie stark er an Wasserstofffallen gebunden wird, untersuchen wir mit der thermischen Desorptionsspektroskopie.

Müssen alle relevanten Kennwerte zeitaufwändig gemessen werden oder können bestimmte Eigenschaften abgeschätzt werden?

Es gibt Erfahrungs- und Literaturwerte, die in manchen Fällen für bestimmte Werkstoffklassen verwendet werden können. Andere Kennwerte müssen nach Norm für jeden eingesetzten Werkstoff ermittelt werden.

Ein Bauteil hat versagt. Ist die Versagensursache Wasserstoff?

Durch eine Bruchflächenanalyse im Rastelektronenmikroskop können wasserstoffspezifische Versagensmuster identifiziert und auf Schädigungsmechanismen rückgeschlossen werden.

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Referenzprojekte

BMWK PoWer

Schwere Nutzfahrzeuge

Zur Dekarbonisierung des Verkehrssektors rücken auch schwere Nutzfahrzeuge und nicht-straßengebundenen mobilen Arbeitsmaschinen (non-road mobile machinery, NRMM) verstärkt in den Vordergrund. Aufgrund seiner prinzipbedingten Eigenschaften wie Effizienz, Robustheit und geringer Rohemissionen, bietet der Wasserstoffmotor viele Vorteile, die ihn auch für diese Anwendungen qualifizieren. In diesem Projekt wird die anwendungsübergreifende Nutzung H2-motorischer Antriebsstrangkonzepte in NRMM für Bau- und Agraranwendungen, sowohl anhand entsprechender Fahrzeugkonzeptstudien als auch anhand von systemischen Flotten- und Infrastrukturbetrachtungen demonstriert und holistisch untersucht. Zudem werden Abgasnachbehandlungskonzepte erarbeitet und umfangreich am Prüfstand demonstriert. Mit der Entwicklung von Materialien und des tribologischen Systems sowie der Qualifizierung dieser in Motorläufen, werden alle Grundlagen erarbeitet, die zum Erreichen der extremen Robustheitsanforderungen unter Berücksichtigung zukünftiger Emissionsrichtlinien von NRMM unerlässlich sind. 

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Publikationen

Augenstein, H.; Fischer, C.; Michler, T.
Evaluation of lifetime predictions for future hydrogen pipelines by different fracture mechanics-based design codes
Energy Technology Online First (2025) Art. 2301012, 13 Seiten Link

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