Permeationsdichte Metallisierung von ultraleichten Tanks und Strukturen aus Faserverbundwerkstoffen für Luft- und Raumfahrtanwendungen – Galvanospace

Das Projektkonsortium um „Galvanospace“ mit Partnern aus unterschiedlichen Industriesparten forschte drei Jahre an der Entwicklung von ultraleichten Wasserstofftanks aus kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffen (CFK). Ein Hauptaugenmerk lag dabei auf Funktionalisierung und Materialprüfung.

Da Wasserstoff im Zustand seiner erhöhten Energiedichte, wie er in der Luft- und Raumfahrt als Treibstoff zur Schuberzeugung eingesetzt wird, bei -253,2 °C flüssig vorliegt (LH2), werden weltweit derzeit neue Rahmenkonzepte entwickelt.

In dem Vorhaben verfolgte die Universität Bayreuth als öffentliche Forschungseinrichtung dabei die Materialentwicklung und führte wesentliche analytische und mechanische Untersuchungen mit neuartigem CFK sowie den daraus im Wickelverfahren hergestellten Tanks durch. Damit eine Werkstoffprüfung bei kryogenen Temperaturbelastungen möglich wurde, hat Grip Engineering (Nürnberg) ein eigenes Prüfsystem zur mechanischen Klassifizierung der Werkstoffe nach internationalen Normen entwickelt und gebaut. MT Aerospace AG (Augsburg) stellte gewichtsoptimierte Tanksysteme her und nahm daraufhin Systemprüfungen vor. Um eine Ausgasung des niedermolekularen LH2 durch die Dünnschichttanks zu verhindern, wurde vom Verbundführer Lüberg Elektronik (Weiden i. d. Opf.) eine Edelmetallbeschichtung samt neuartiger Vorbehandlungs- und Fertigungsmethodik entwickelt, womit eine dünne Dichtigkeitsbarriere im Bereich von wenigen Mikrometern galvanisiert wurde und damit LH2 an dem problematischen Ausgasen (Boil-Off) hindert.

Es konnte somit am Technologiestandort Bayern ein wesentlicher Entwicklungsbeitrag in Sachen Fertigung, Auslegung, Prüfung und Materialentwicklung zum aktuell allgegenwärtigen Wasserstofftrend im Automobilsektor sowie in der Luft- und Raumfahrt geleistet werden.

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