Die EDAG Group, der weltweit größte unabhängige Entwicklungsdienstleister der Mobilitätsindustrie, entwickelt ein patentgeschütztes Verfahren zur ressourcenschonenden Betankung von Wasserstofftanks. Das Verfahren beruht auf dem Einsatz von Vakuumtechnik und ermöglicht dadurch einen reduzierten und direkten Ressourceneinsatz.
Als Alternative zum elektrischen Antrieb kommt in der Automobilindustrie zunehmend auch Wasserstoff zum Einsatz. Es gibt immer mehr Pilotprojekte und Verfahrenstests, Wasserstoff einzusetzen. Eine der größten Herausforderungen dieser Technologie stellt bislang das initiale Befüllen der Tanks dar. Bei dem herkömmlichen Prozess geht viel Energie verloren, bis die nötige Reinheitsstufe für den Brennzellbetrieb erreicht ist. Das Prinzip der Vakuumkammer der EDAG Group wirkt diesem Problem entgegen: Durch den Einsatz des patentgeschützten Verfahrens lassen sich Ressourcen einsparen und gezielt einsetzen.
Entstehung der Vakuumkammer
Die EDAG Group hat ein materialschonendes und schnelles Verfahren zur initialen Betankung entwickelt. Das Team stand dabei zunächst vor der Herausforderung, dass der übliche Typ-4-Druckbehälter zwar einem großen Innendruck standhält, jedoch nicht für ein Vakuum im Inneren geeignet ist, da damit ein hoher Außendruck einhergeht. Dadurch entsteht das Risiko, dass das Kunststoffgefäß unter dem äußeren Druck zusammenbricht.
Daher verlegte die EDAG Group das gesamte System in eine Kammer. Darin wird bei verschlossenem Tank zunächst ein Vakuum erzeugt, wodurch im Tank ein Überdruck entsteht. Wenn der Tank geöffnet wird, strömt die darin enthaltene Luft aus und erzeugt ein Vakuum, in- und außerhalb des Tanks. So kann der Wasserstoff problemlos eingefüllt werden. Das Resultat ist ein zu 100 Prozent mit H2 gefüllter Behälter.
Ressourcenschonend und zukunftsfähig
Durch dieses Verfahren wird im Gegensatz zu herkömmlichen Prozessen kein Gas verschwendet. Der Wasserstoff-Einsatz verringert sich damit um 100 Prozent; die Zeit, die das Verfahren in Anspruch nimmt, um 90 Prozent. Da es sich bei dieser Art der Befüllung um einen vollautomatisierten Prozess handelt, reduziert sich der manuelle Aufwand im Gesamtverfahren um 30 Prozent. Die gasseitige Inertisierung mit Stickstoff entfällt gänzlich und der Anlageneinsatz sinkt um 70 Prozent. Wartungskosten und Anlagenverschleiß werden somit im gesamten Prozess verringert.
Die Anlage zur Befüllung von Typ-4-Druckbehältern wurde zunächst in einer Projektskizze konzipiert. Der Aufbau der Pilot-Vakuumkammer erfolgte am EDAG-H2-Kompetenzstandort in Bremen, wo das Verfahren erfolgreich getestet wurde. Die mit Wasserstoff gefüllten Behälter lassen sich problemlos in Verbindung mit einer Brennstoffzelle verwenden.
„Wir sind sehr stolz, dieses Verfahren auf den Weg gebracht zu haben,“ sagt Marius Koch, Leiter Versuchs- und Fahrzeugbau am Standort Bremen der EDAG Group. „Diese innovative Technologie verschwendet weniger Ressourcen und es wird möglich sein, den Einsatz von Wasserstoff auf die nächste Entwicklungsstufe zu heben. Mit der mittlerweile Patent geschützten Vakuumkammer sind wir also einen großen Schritt näher an dem serienmäßigen Einsatz von Wasserstoff.“
Das Wasserstoff-Tanksystem und weitere Exponate der EDAG Group finden Sie während der Hydrogen Technology Expo am 27.-28.9.2023 in Halle 5, Stand 5F110. Weitere Informationen zur Funktionsweise und den Prozessdaten der EDAG-Vakuumkammer finden Sie hier: