Delfin

Für die Entwicklung nachhaltiger Mobilität auf der Basis der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie ist die Verfügbarkeit geeigneter Tanksysteme mit Druckspeichern bis 700 bar essenziell. Der heute zur Druckgasspeicherung verwendete Typ 4-Druckbehälter aus endlosfaserverstärktem Kunststoff erschwert aufgrund der hohen Material- und Fertigungskosten sowie einem hohen Bauteilgewicht die Etablierung der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie im Straßenverkehr. Daher wird im  Rahmen dieses vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) geförderten Forschungsprojekt "DELFIN" das Ziel verfolgt, eine Reduktion der Herstellungskosten sowie des aktuellen Bauteilgewichts unter Erhalt sicherheitsrelevanter Aspekte zu erreichen. Es wird ein ganzheitlicher Ansatz von der Faser über das Laminat und den Liner bis hin zum Wickelverfahren verfolgt. Innovative, erfolgversprechende Fertigungsprozesse und neuartige Materialien werden charakterisiert, bewertet und in der Herstellung angewendet. Die Praxistauglichkeit des entwickelten Druckbehälters wird durch Sicherheitstests nachgewiesen.
 
In dem Teilprojekt der ISATEC erfolgt die Entwicklung des Liners in einem umfassenden Ansatz, der die Interaktion zwischen den Hauptkomponenten des Behälters (Umwicklung, Boss, Liner, Ventil) berücksichtigt. In enger Abstimmung mit dem Linerhersteller erfolgt die Definition des Fertigungsverfahrens. Danach werden geeignete Materialien für den Liner und den Boss ausgewählt. Die Liner-Boss-Verbindung wird konstruiert und mit FEM-Untersuchungen des gesamten Behälters zur Erfassung wichtiger Einflüsse abgesichert. Die Interaktion mit der Ventilschnittstelle wird besonders berücksichtigt. Die fertigungstechnische Umsetzung vom Subscale-Behälter über den Fullscale-Behälter bis hin zum optimierten Behälter wird begleitet. Die Ergebnisse der benachbarten Arbeitspakete werden bei der iterativen Optimierung berücksichtigt. Aus den Anforderungen wurden der Fallversuch und die Temperaturverteilung unter zyklischer Befüllung mit Gas als besonders kritisch identifiziert. Diese Effekte werden gezielt durch eigene CFD-Simulationen vertieft analysiert.

Projektpartner:
cellcentric GmbH & Co. KG
Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft
Ford-Werke GmbH   
NPROXX Jülich GmbH        
Institut für Kunststoffverarbeitung (IKV) in Industrie und Handwerk an der RWTH Aachen         
Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)  
Teijin Carbon Europe GmbH            
Elkamet Kunststofftechnik GmbH
ISATEC GmbH