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Polymer für Wasserstofftanks Erste Riesen-Hydrogen-Liner aus Spezialpolyamid gefertigt

Redakteur: Peter Königsreuther

Pioniertat: Kautex Maschinenbau vermeldet die Fertigstellung des ersten aus Polyamid extrusionsblasgeformten 320-l-Wasserstoff-Liners durch eine entsprechende Kautex-Maschine.

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Kautex kann faserverstärkte 320-l-Wasserstoff-Liner im Blasformverfahren herstellen. Hier ein Exemplar bei der Begutachtung durch einen Kautex-Experten.
Kautex kann faserverstärkte 320-l-Wasserstoff-Liner im Blasformverfahren herstellen. Hier ein Exemplar bei der Begutachtung durch einen Kautex-Experten.
(Bild: Kautex Maschinenbau)

Die Herstellung von Wasserstoff-Linern dieser Dimension ist laut Kautex Maschinenbau kein triviales Geschäft, denn dieses stellt besonders hohe Anforderungen an die Undurchlässigkeit (Permeabilität) des Liner-Materials. Wasserstoff, das erste Element im Periodensystem, hat nämlich auch die kleisten Gasmoleküle zu bieten, und diese diffundieren durch nahezu alle Kunststoffmaterialien relativ leicht hindurch, präzisiert das Unternehmen. Die in der Welt der Thermoplaste besten Barriereeigenschaften sollen aber spezielle Polyamide (PA) aufweisen. Nicht zuletzt ließen sich diese wasserstoffdichten Spezialpolyamide etwa aufgrund einer geringen Schmelzesteifigkeit in den zuvor genannten großen Dimensionen nicht durch Extrusionsblasformen verarbeiten. Diesere Mangel ist nun beseitigt, heißt es, weil es neu entwickelte Polyamide gibt, und man eine spezielle Extrusionstechnik ersonnen hat. „Der Prozess, einen Liner in diesem Format aus Polyamid zu fertigen, hat uns herausgefordert. Wir leisten dabei absolute Pionierarbeit“, betont Abdellah El Bouchfrati, Leiter des Business Development Composite bei Kautex Maschinenbau, in dessen Bereich der neue Wasserstoff-Liner entwickelt wurde.

Riesen-Liner hält auch Hochdruck stand

Die sogenannten Composite Pressure Vessels (CPV-Hochdruckbehälter) für Wasserstoff sind in der Regel für einen Betriebsdruck von 700 bar und einen Berstdruck von 1750 bar ausgelegt. Der Liner ist im wahrsten Sinne des Wortes die zentrale Komponente des Behälters, denn in ihm befindet sich später das Gas, er umschließt also den Inhalt und verhindert dessen Diffusion durch die Behälterwand. Der Liner unterliegt dabei hohen mechanischen und thermischen Beanspruchungen (Einsatzbereich von 60 bis 120 °C)

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Kautex Maschinenbau arbeite außerdem bereits an der Weiterentwicklung der CPV-Behälter für verschiedene Anwendungsbereiche wie zum Beispiel auch für Erdgas (CNG) und Autogas (LPG). Die für diese gasbasierten Anwendungen idealen Compositetanks bestehen aus einem thermoplastischen Kunststoff-Liner, einem sogenannten Boss-Teil zum Anschluss des Ventils und einer verstärkenden Umwicklung aus Fasern, damit sie die nötige mechanische Stabilität erhalten, heißt es weiter. Der innen liegende Liner kann blasgeformt werden. „Die nun erreichte Liner-Größe ist für uns erst der Anfang. Wir sind zuversichtlich, mit diesem Verfahren in Zukunft auch noch deutlich größere Liner für Wasserstoffdruckbehälter herstellen zu können“, sagt El Bouchfrati.

Willkommene Ergänzung zur "batteriellen" Mobilität

Mit der von Kautex Maschinenbau entwickelten Herstellungsmethode für großvolumige Liner für Wasserstoffbehälter rücke eine wirtschaftliche Möglichkeit nahe, die für Verkehrsmittel und Infrastruktur attraktiv sei. Experten halten seit langem eine einseitige Ausrichtung der Mobilität von Morgen hin zur von der Batterie abhängigen Systeme für nicht ausreichend, um langfristig das Ziel einer möglichst CO2-neutralen Mobilität zu erreichen.

Während die Brennstoffzellentechnik im Pkw-Bereich derzeit aufgrund der Produktionskosten und mangelnder Infrastruktur noch nicht wirtschaftlich ist, sind wasserstoffbetriebene Antriebs- und Produktionsverfahren in anderen Bereichen bereits erfolgreich, heißt es weiter. Besonders interessant erscheint die Wasserstofftechnik derzeit im Schwerlastverkehr, im öffentlichen Personennahverkehr, im Schiffbau und in der Flugzeugindustrie. Dabei werden vor allem leichte, sichere und dichte Tanksysteme benötigt. Und CPV-Behälter sind nicht nur erheblich leichter als Stahltanks, sie sind auch absolut korrosionsbeständig, betonen die Experten.

Wasserstoff, erst recht, wenn er mit erneuerbaren Energien gewonnen wurde, ist zudem ein erstklassiger Energieträger, sagt Kautex Maschinenbau. Für dessen Aufbewahrung werden Tanksysteme benötigt, die den entsprechenden Druck aushalten und zugleich dafür sorgen, dass das extrem leichte Gas sicher gespeichert werden kann.

Alles für zufriedene CPV-Anwender

Das diesbezügliche Kautex-Maschinenbau-Angebot reicht von der Entwicklung und Produktion von Prototypen und Kleinserien bis zum Bau kompletter Produktionsanlagen für die Herstellung von Compositedruckbehältern. In Zusammenarbeit mit Kunden und Materialherstellern entwickelt das Unternehmen auch die CPV-Technologie kontinuierlich weiter, heißt es. Der jetzt erstmals vorgestellte Wasserstoff-Liner ist jüngstes Ergebnis dieser Zusammenarbeit.

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