Automatisierte Zustandsüberwachung für Hochdruck-Speichersysteme

Der HyMon-Drucktank wird im Fraunhofer LBF vorgeschädigt. Die Acoustic Emission Sensoren detektieren Schäden am Tank und liefern Daten für Berechnungsmodelle.
© Fraunhofer LBF / Ursula Raapke

Forschende am Fraunhofer LBF entwickeln Technologien zur automatisierten Zustandsüberwachung für Hochdruck-Speichersysteme. Druckbehälter können so wirtschaftlicher betrieben werden, ohne Abstriche bei der Sicherheit in Kauf nehmen zu müssen. Ziel ist z. B. die Unterscheidung kritischer von unkritischen Ereignissen im Betrieb. Gegenüber dem rein turnusgemäßen Austausch oder einer nur oberflächlichen Sichtprüfung werden Kosten vermieden und die Sicherheit erhöht. So werden wesentliche Voraussetzungen für die weitere Verbreitung der Wasserstoff-Technologie geschaffen.

Mehr Informationen gibt es auf der HANNOVER MESSE | Hydrogen + Fuel Cells EUROPE, 22. bis 26. April 2024, Halle 13, Stand C47.

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 eine 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. Projektleiter, Johannes Käsgen, steht ab Mittwoch, 24. April, 12 Uhr für Presseinterviews zur Verfügung.

Diese neuen Fraunhofer-Methoden unterstützen die Etablierung von Wasserstoff als zukünftigen regenerativen Energieträger.

Highlight: Podiumsdiskussion »Wasserstoff & Brennstoffzellen«, Technical Forum, Halle 13, Stand A30, 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.«

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Prof. Dr. Saskia Biehl, saskia.biehl@lbf.fraunhofer.de
Johannes Käsgen, johannes.kaesgen@lbf.fraunhofer.de

Weitere Informationen:

https://www.lbf.fraunhofer.de/de/projekte/hymon-zustandsueberwachung-wasserstoff… Mehr Informationen zum Projekt
https://www.lbf.fraunhofer.de/de/veranstaltungen/hannovermesse-wasserstoff.html?… Mehr Informationen zu #wasserstoff #HM24
https://www.hannovermesse.de/veranstaltung/hydrogen-in-series-electrolysis-refor… Podiumsdiskussion am 23. April, 11 Uhr

Media Contact

Anke Zeidler-Finsel Presse- und Öffentlichkeitsarbeit
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF

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