Untersuchung des Werkstoffverhaltens in Hochdruck-Wasserstoffatmosphäre – MPA Stuttgart setzt auf ZwickRoell Prüftechnik

Die effiziente Verwendung von Wasserstoff als zukünftigem Energieträger sowohl im mobilen als auch im stationären Bereich ist hochaktuelles Thema der Wissenschaft. Die MPA Stuttgart befasst sich mit Forschungs- und Entwicklungsaufgaben, die das Verhalten von Werkstoffen unter extremen Beanspruchungen beschreiben. Für die Untersuchung des Werkstoffverhaltens in Hochdruck-Wasserstoffatmosphäre hat sich das MPA für ein spezielles servohydraulisches Prüfsystem aus dem Hause ZwickRoell entschieden.
MPA1
MPA2
Um Wasserstoff zukünftig als kommerziellen Energieträger verwenden zu könne, ist eine möglichst hohe spezifische Energiedichte im Speicher- und Verteilungssystem unabdingbar. Diese wird durch die Kompression von gasförmigem Wasserstoff erreicht. Maximale Drücke bis 70 MPa sind bei Kraftstofftanks bereits realisiert. In Verdichtern und Verbindungsleitungen, die vorwiegend in der Wasserstoffinfrastruktur zu finden sind, treten noch höhere Drücke auf. Die in diesem Bereich zum Einsatz kommenden Bauteile sind neben der Belastung aus Temperatur und Druck gleichzeitig der Einwirkung von Wasserstoff ausgesetzt.,. Für einen sicheren Betrieb der Komponenten müssen die Bauteile ausreichend dimensioniert und die dafür erforderlichen Kenndaten ermittelt werden. Dafür kommt bei der MPA Stuttgart ein spezielles Prüfsystem von ZwickRoell zum Einsatz.

Eine servohydraulische Prüfmaschine der HA Baureihe mit Fmax 100 kN wurde um einen Wasserstoffdruckbehälter bis 100 MPa erweitert. In diesem Behälter kann in einem Temperaturbereich von -85 °C und +150 °C geprüft werden. Mit dem Prüfsystem werden quasi-statische Zugversuche, Ermüdungsversuche und Bruchmechanikversuche durchgeführt.

Als Medien werden Wasserstoff sowie Referenzmedien eingesetzt. Zur Peripherie der Anlage gehört ein Druckkompressor zur Aufbereitung des Wasserstoffs, ein ausgeklügeltes Kühlsystem, sowie eine Heizeinrichtung.

„Das System ist in dieser Form einzigartig und gehört in der Performance zu den Top-Anlagen weltweit. Die ermittelten Daten zum Werkstoffverhalten sind elementarer Bestandteil für unsere Forschungsaktivität“, so Dipl.-Ing Stefan Zickler, Projektleiter am MPA Stuttgart.

Top