FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR KURZZEITDYNAMIK, ERNST-MACH-INSTITUT, EMIProjekt WEiTeR – Strategie für Wasserstoffbehälter bei End-of-Usage: Von erweiterter Nutzung bis zur hochwertigen Carbonfasertape-Rückgewinnung
Wasserstoff als Energieträger ist zentraler Bestandteil der Strategie zur Reduktion des CO2-Ausstoßes in Deutschland. Besonders in der Verkehrs- und Transportbranche bietet dieser Energieträger die Möglichkeit, fossile Treibstoffe zu ersetzen. In Bezug auf die Lagerung von Wasserstoff haben sich gewickelte carbon-faserverstärkte Druckbehälter (CFK-Tanks) durchgesetzt. Wegen des energieaufwendigen Herstellungsverfahrens der Carbonfasern muss schon heute eine nachhaltige Strategie für das End-of-Usage der Wasserstoffbehälter entwickelt werden.
Ziel des Projektes WEiteR ist es, ein Freiburger Kompetenzzentrum für die Bewertung von CFKWasserstofftanks während des Betriebs und bei End-of-Usage zu etablieren. Hierbei sind das Fraunhofer EMI und IWM sowie das INATECH beteiligt. Im Rahmen des Projektes werden Lösungen zur Erweiterung der Nutzungszeit, der Wiederverwendung bis hin zur hochwertigen Rückgewinnung der eingesetzten Carbonfasern – unter Berücksichtigung der Alterung der eingesetzten Werkstoffe – entwickelt und der Industrie zur Verfügung gestellt. Während der Nutzungszeit werden basierend auf einem Monitoring der Tanks innovative Methoden für die Nachverfolgung und Vorhersage der Materialeigenschaften entwickelt. Je nach Szenario soll so eine Erweiterung der Nutzungszeit oder eine Qualifizierung für eine andere Anwendung ermöglicht werden.
Neues Recyclingverfahren
Zudem wird ein innovatives Peel-Verfahren zur Rückgewinnung der Carbonfaser-Tapes ohne wesentliche Verkürzung der Fasern untersucht und numerisch modelliert. Diese Strategie grenzt sich stark von den aktuellen Faserverbund-Recyclingverfahren ab, die systematisch eine Schredder-Etappe beinhalten und somit zum Downcycling des Werkstoffs führen. Die Projektergebnisse haben hingegen gezeigt, dass unter geeigneten thermo-mechanischen Peel-Bedingungen die Tapes als gestreckte Endlosfaserstreifen mit erhaltenen mechanischen Eigenschaften zurückgewonnen werden können. Sie stehen entsprechend, nach dem Recycling, für eine hochwertige Wiederverarbeitung zur Verfügung.
