Sicherheit, Effizienz und Nachhaltigkeit in der Wasserstoffwirtschaft
Wasserstoffsysteme müssen zuverlässig funktionieren und kreislauffähig
sein, um den gesellschaftlichen und ökologischen Ansprüchen gerecht zu
werden. Fraunhofer-Forschende aus dem Leistungszentrum-Wasserstoff Hessen
»GreenMat4H2« präsentieren auf der »Hydrogen-Expo«, 23.-24.10.2024 in
Hamburg aktuelle Entwicklungen, von denen die Wasserstoffwirtschaft
profitieren kann: Beispielsweise Elastomere für alkalisch-oxidative
Bedingungen in elektrochemischen Wandlern oder einen verifizierten
Recyclingprozess für Brennstoffzellen. Interessierte erfahren mehr dazu am
Stand der LandesEnergieAgentur Hessen (LEA) 1K2.
Höhere Langzeithaltbarkeit von Kunststoffen unter spezifischen
Betriebsbedingungen
In der Wasserstoffwirtschaft spielen Elektrolyseure und Brennstoffzellen
eine entscheidende Rolle. In diesen elektrochemisch aktiven Komponenten
und in Strukturelementen kommen oft Kunststoffe zum Einsatz, z. B. als
Dichtung, Tank oder Gehäusematerialien. Dort sind sie Gasen und
Flüssigkeiten ausgesetzt, häufig mit sauren oder alkalischen
Eigenschaften. Für diese Kunststoffe fehlen häufig Erkenntnisse zu ihren
Langzeiteigenschaften in diesen Bedingungen, beispielsweise unter
Wasserstoffgas. Oft handelt es sich bei den eingesetzten Materialien um
Fluorpolymere, diese sind wegen neuer Umweltvorschriften in Bezug auf PFAS
möglicherweise nicht mehr zukunftssicher. Für die unterschiedlichen
Komponenten müssen daher entsprechende Substitutionsmaterialen
identifiziert werden.
Auf der »Hydrogen-Expo« stellen Forschende aus dem Fraunhofer-Institut für
Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF u. a. das Projekt
»Elastolox - Elastomere unter alkalisch-oxidativen Bedingungen für
elektrochemische Wandler bewerten« vor, dessen Start im November 2024
geplant ist. Sie suchen weitere Partner, um gemeinsam die Eignung von
Elastomeren für den Einsatz in Elektrolyseuren und Brennstoffzellen unter
oxidativ-alkalischen Bedingungen zu untersuchen. Dabei sollen auch
mögliche Substitutionsmaterial für PFAS Werkstoffe betrachtet werden.
Insbesondere in Bezug auf Langlebigkeit und Lebensdauer sollen alternative
und zuverlässig funktionierende Kunststoffe für diese spezifische
Bedingungen getestet und bewertet werden.
Kontakt auf der Messe: Dr. Tobias Kirschbaum
Kreislaufwirtschaft für Systeme und Komponenten der Wasserstoffwirtschaft
In Bezug auf das Themengebiet Kreislaufwirtschaft stellen die Fraunhofer-
Expertenteams ein vielseitig einsetzbares, nachhaltiges Verfahren zur
Aufbereitung von Brennstoffzellen vor. Der verifizierte Recyclingansatz
aus mechanischer Vorbehandlung und chemischen Trennverfahren ist in der
Lage, hochwertige Materialfraktionen, beispielsweise Metalle der
Platingruppe (Katalysatormaterialien), von anderen Werkstoffen zu trennen.
Dabei stehen außerdem fluorbasierte Kunststoffe im Fokus. Darüber hinaus
wird eine Methode zur Trennung von CFK-Bauteilen in Kohlenstofffasern und
Kunststoffmatrix vorgestellt.
Über das Leistungszentrum-Wasserstoff Hessen
Im Leistungszentrum-Wasserstoff Hessen »GreenMat4H2« bündeln Fraunhofer
IWKS und Fraunhofer LBF ihre Kompetenzen, um Konzepte für eine
nachhaltige, geopolitisch unabhängige, effiziente und sichere
Wasserstoffwirtschaft zu erarbeiten. Berücksichtigt wird der gesamte
Lebenszyklus von Produkten und Systemen einer Wasserstoffökonomie, von der
Erzeugung, über Speicherung und Transport bis hin zur Nutzung und
Wiederverwertung. Dabei fokussiert das Fraunhofer LBF auf die
Zuverlässigkeit und Betriebsfestigkeit von mit Wasserstoff beaufschlagten
Systemen; das Fraunhofer IWKS auf die Zirkularität und Rezyklierbarkeit
von Komponenten.
Im Rhein-Main-Gebiet und darüber hinaus hat sich das Leistungszentrum-
Wasserstoff Hessen als Kompetenzzentrum und Austauschplattform für die
Akteure der Wasserstoffwirtschaft etabliert.
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