Der HyMon-Drucktank wird im Fraunhofer LBF vorgeschädigt. Die Acoustic Emission Sensoren detektieren Schäden am Tank und liefern Daten für Berechnungsmodelle. (Bild: Fraunhofer LBF / Ursula Raapke)
Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am Fraunhofer LBF haben automatisierte, maßgeschneiderte Methoden für die Zustandsüberwachung von automobilen Wasserstofftanks zur Unterscheidung kritischer von unkritischen Ereignissen gegenüber einem rein turnusgemäßen Austausch oder einer oberflächlichen Sichtprüfung entwickelt. Damit können unnötige Kosten bei erhöhter Sicherheit vermieden werden. Ein wirtschaftlicher Betrieb ohne Abstriche bei der Sicherheit ist das Ziel.
Entwicklung von Sensorik für Tanksysteme
Wasserstoff ist ein Hoffnungsträger im Kontext der Energie- und Mobilitätswende. Doch das Gas ist auch hochexplosiv und es bedarf strenger Sicherheitsvorkehrungen, um Wasserstoff sicher zu verwenden. Aktuelle Brennstoffzellenfahrzeuge führen den Wasserstoff gasförmig in Drucktanks mit. Diese Kernelemente des H2-Antriebssystems müssen selbst bei maximalen Betriebsbelastungen sicher bleiben. Um Gefahrensituationen zu vermeiden, sind regelmäßige Wartungen der Hochdruck-Speichersysteme Pflicht. Doch die aktuell im Abstand von zwei Jahren vorgeschriebene Prüfung des Tanks ist nur eine äußerliche Sichtprüfung. Schäden im Innern des Tanks können mit dieser konventionellen Prüfmethode nicht detektiert werden. Im Verbundprojekt »HyMon« haben Forschende des Fraunhofer-Instituts für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF gemeinsam mit Partnern eine sensorbasierte On-Board-Strukturüberwachung entwickelt, die eine dauerhafte Kontrolle der H2-Drucktanks ermöglicht und so ein hohes Sicherheitsniveau von Wasserstofffahrzeugen gewährleisten soll.
Sensorbasierte Strukturüberwachung
Durch die On-Board-Strukturüberwachung von Druckbehältern mittels geeigneter Sensoren und Auswerteelektronik kann die Bewertung auf Basis von Structural-Health-Monitoring-Daten (SHM-Daten) objektiviert werden. Damit wird eine dauerhafte Überwachung in H2-Brennstoffzellenfahrzeugen (H2-FCEV) möglich. Neben der Nutzung der SHM-Daten im Reparatur- und Servicefall, eröffnet sich ebenso die Möglichkeit, im Rahmen von Rettungseinsätzen bei Fahrzeugunfällen oder Missbrauchsfällen zielgerichtete Maßnahmen für eine sichere Fahrzeugbergung einleiten zu können.
Das Projekt auf der Hannover Messe 2024:
Highlight: Podiumsdiskussion »Wasserstoff & Brennstoffzellen«,
Wo: Technical Forum, Halle 13, Stand A30
Wann: Dienstag, 23.04.2024, von 11 bis 12 Uhr.
Fraunhofer-Institute stellen ihren Beitrag zum Thema "Wasserstoff" vor. Prof. Saskia Biehl aus dem Fraunhofer LBF spricht über "Hydrogen in series: Electrolysis | Reformer | Reliability | Fuel cell."
Quelle: Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF
