Den Blick ins Innenleben eines Wasserstofftanks verbessern

Mit Geesthacht, Jülich und Berlin unterschreiben gleich drei Helmholtz-Zentren am Freitag, den 17. Dezember einen gemeinsamen Kooperationsvertrag mit der Technischen Universität München (TUM). Der Vertrag regelt die Zusammenarbeit und Förderung des gemeinsamen wissenschaftlichen Betriebs an der Forschungs-Neutronenquelle FRM II in Garching.

„Durch diese Kooperation ist für das Helmholtz-Zentrum Geesthacht sichergestellt, dass die exzellente Neutronenforschung, auch nach der Außerbetriebstellung des GKSS-Reaktors FRG-I im Juni 2010 in Geesthacht, weitergeführt wird.“, erklärt der wissenschaftlich-technische Geschäftsführer des Helmholtz-Zentrums Geesthacht (HZG), Prof. Dr. Wolfgang Kaysser. Mit der Förderung wird die Forschungsplattform der Geesthachter Materialforscher, das Kompetenzzentrum „German Engineering Materials Science Center“ (GEMS) auch an der Außenstelle am FRMII in Garching weiter ausgebaut.

„Ich bin stolz darauf, dass wir uns an diesem Großprojekt beteiligen.“, erklärt der HZG-Institutsleiter Werkstoffforschung und GEMS-Initiator Prof. Dr. Andreas Schreyer. „Diese Art der Kooperation ist einzigartig in Deutschland, die Materialforschung mit Neutronen wird dadurch effektiver.“ Das Direktorat des FRM II setzt sich ab Vertragsunterzeichnung aus zwei wissenschaftlichen Direktoren zusammen, von denen je einer von Seiten der TUM und einer von der Helmholtz-Gemeinschaft gestellt wird.

Geesthachter Neutronenforschung

Seit 2005 liefert der Forschungsreaktor FRM II in Garching bei München Neutronen von ausgesprochen hoher Intensität. Mit Neutronen lassen sich Werkstücke und Materialien detailliert unter die Lupe nehmen. Um sie für ihren Einsatzweck maßschneidern zu können, müssen Ingenieure und Materialforscher zum Beispiel wissen, aus welchen Atomen die Werkstoffe bestehen. Besonders gut lässt sich Wasserstoff mit Neutronen aufspüren.

Wasserstoff gilt als ein Treibstoff, der künftige Autos umweltfreundlich und klimaneutral antreibt und Öl und Diesel ersetzen könnte. Eines der Probleme stellen noch die Wasserstoff-Tanks dar, sie haben derzeit nicht genügend Fassungsvermögen für alltagstaugliche Reichweiten. Abhilfe schaffen könnten neuartige Metallhydridverbindungen als Speichermaterial in den Tanks, die Wasserstoff wie ein Schwamm aufsaugen. Die Helmholtz-Forscher aus Geesthacht können an den Instrumenten am FRM II mithilfe der Neutronentomografie beobachten, wie sich die Materialien im Tank mit Wasserstoff beladen und mit diesem Wissen anschließend die Materialien optimieren.

Neben dem Helmholtz-Zentrum Geesthacht beteiligen sich weitere Zentren der Helmholtz-Gemeinschaft mit eigenen Messinstrumenten an der Kooperation: das Forschungszentrum Jülich und das Helmholtz-Zentrum Berlin. Jeder Kooperationspartner verfügt über eigene Schwerpunkte. Geesthacht will insbesondere die ingnieurwissenschaftliche Materialforschung im Rahmen von GEMS ausbauen. Es bietet Wissenschaftlern aus ganz Deutschland einen einfachen, effektiven Zugang zu einzigartigen Forschungsinstrumenten. Derzeit sind rund 60 Fachleute in das GEMS involviert – Ingenieure, Physiker und Chemiker, allesamt Spezialisten im Umgang mit Röntgenstrahlung und Neutronen. Das Kompetenzzentrum macht seine Messeinrichtungen externen Nutzern zugänglich, z.B. aus Universitäten, Forschungsinstituten und der Industrie.