Elastomerdichtungen sind in der aktuellen Erdgasinfrastruktur fest etabliert. Halten diese auch dem Transport von Wasserstoff stand? Das Fraunhofer LBF geht dieser Frage im Verbundprojekt HydroTransSeal nach.
Der Systemdruck bei ersten Serienanwendungen von Wasserstofftanksystemen liegt bei 350 bar. Zukünftige Entwicklungen streben Anwendungen mit 700 bar Nenndruck oder darüber hinaus an. Zusätzlich zu diesen Belastungen durch Druck kommen Temperaturbereiche von -40 bis +85 °C, die bei Betankungsvorgängen auftreten können. Neben diesen hohen Anforderungen an die nominellen Eigenschaften der Dichtungen ist bei Elastomerwerkstoffen über die Nutzungsdauer mit Alterungseffekten zu rechnen, welche die Dichteigenschaften verändern. Auch diese Effekte werden von wirkenden mechanischen Lasten, Temperaturen und Medien stark beeinflusst und sind in der Auslegung von Leitungssystemen ebenfalls zu berücksichtigen.
Identifizierung und Entwicklung geeigneter Elastomerwerkstoffe
Es existieren bisher nur wenige gesicherte Erkenntnisse zum Einsatz von Elastomeren im Zusammenspiel mit Wasserstoff. Das Ziel des Projektes HydroTransSeal ist es, die Wechselwirkungsmechanismen von Wasserstoff mit Elastomerwerkstoffen zu verstehen sowie geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um die Werkstoffe für den Kontakt mit Wasserstoff gegenüber Permeation, Adsorption und Quellung robuster zu gestalten, beispielsweise durch die Auswahl geeigneter Füllstoffe und Additive.
Die gezielte Auswahl von Füllstoffen und Additiven bietet Optimierungsmöglichkeiten für Elastomere in Bezug auf Sorption, Permeation und Quellung auch unter Wasserstoffatmosphäre. (Foto: Fraunhofer LBF, Raapke)
Das Projekt soll auch Anregung für die Rohstofflieferanten im Bereich der Elastomere sein, innovative Elastomerformulierungen in dem zukunftsträchtigen Bereich des Wasserstofftransports zu platzieren und Neuentwicklungen für diese Systeme anzustoßen. Zusätzlich sollen die in Erdgasleitungen eingesetzten Elastomersysteme auf ihre Tauglichkeit im Einsatz mit Wasserstoff untersucht und gegebenenfalls qualifiziert werden.
