Mikroprojekt: Strahlenvernetzung von Polyamid 6 - Linern von Wasserstoffdrucktanks zur Erhöhung der Barrierewirkung und zur Steigerung der Festigkeit

Description: Wasserstoffdrucktanks für Brennstoffzellenfahrzeuge bestehen aus einem Polyamid-6-Liner, der durch eine Umwickelung aus Endloscarbonfasern verstärkt wird. Um die notwendige Gas- und Druckdichtigkeit zu gewährleisten, sind derzeit dickwandige Liner und mehrere Kohlefaserlagen erforderlich. Dies führt zu hohen Kosten und einem erhöhten Gewicht der Tanks, was besonders für Mobilitätsanwendungen nachteilig ist. Zusätzlich stellen die Betriebsdrücke von bis zu 700 bar potenzielle Sicherheitsrisiken dar. Ziel des Projekts ist es, die Materialeigenschaften der Drucktanks durch Strahlenvernetzung der Liner sowie eine potenzielle Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Carbonfasern zu optimieren. Dies wird die Herstellung leichterer, kosteneffizienter und sichererer Tanks ermöglichen. Es gibt Veröffentlichungen darüber, dass die Wasserstoffpermeation in Polymeren durch eine Vernetzung gesenkt werden kann. Allerdings handelt es sich bei den Kunststoffen in diesen Publikationen nicht um Polyamid 6 und die erreichten Netzwerkdichten sind höher. Das Hauptziel des Projekts 'RayHy' ist daher der Nachweis, dass die Strahlenvernetzung die Wasserstoffpermeation in Polyamid-6-Linern signifikant verringern kann. Weiter soll die Auswirkung der Strahlenvernetzung auf die Schlagzähigkeit untersucht werden. Die Veränderung der Zugfestigkeit von Carbonfasern durch Elektronenbestrahlung wird geprüft. Für eine erfolgreiche Strahlenvernetzung von Polyamid 6 ist der Einsatz von Additiven, sogenannten Vernetzungsverstärkern, erforderlich. Einige Allylamide sind physiologisch unbedenklich und thermisch äußerst stabil. Sie können daher in Kunststoffverarbeitungsprozessen mit langer Verweilzeit in der Schmelze oder mit hohen Oberflächen, wie dem Blasformen von Polyamid 6 - Linern, eingesetzt werden. Für die Stromversorgung schwerer SUV und Nutzfahrzeuge ist die Brennstoffzellentechnologie günstiger als die Batterie. Größere, zuverlässige Tanks steigern die Reichweiten dieser Fahrzeuge.

SupportProgram

Tags: Kunststoff ? Polyamid ? Stromversorgung ? Zusatzstoff ? Batterie ? Nutzfahrzeug ? SUV- und Geländefahrzeuge ? Brennstoffzellenfahrzeug ? Kohlenstofffaser ?

Region: Thuringia

Bounding boxes: 11° .. 11° x 50.91667° .. 50.91667°

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Thüringisches Institut für Textil- und Kunststoff-Forschung Rudolstadt e. V. (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2025-05-01 - 2026-04-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Microproject: Radiation crosslinking of polyamide 6 liners of hydrogen pressure tanks to increase the barrier effect and strength
  Description: Hydrogen pressure tanks for fuel cell vehicles consist of a polyamide 6 liner that is reinforced by a wrapping of continuous carbon fibers. To ensure the necessary gas and pressure tightness, thick-walled liners and several carbon fiber layers are currently required. This leads to high costs and an increased weight of the tanks, which is particularly disadvantageous for mobility applications. In addition, the operating pressures of up to 700 bar pose potential safety risks. The aim of the project is to optimize the material properties of the pressure tanks by radiation cross-linking the liners and potentially improving the mechanical properties of the carbon fibers. This will enable the production of lighter, more cost-efficient and safer tanks. It has been published that hydrogen permeation in polymers can be reduced by crosslinking. However, the polymers in these publications are not polyamide 6 and the network densities achieved are higher. The main objective of the 'RayHy' project is therefore to prove that radiation crosslinking can significantly reduce hydrogen permeation in polyamide 6 liners. The effect of radiation crosslinking on impact strength will also be investigated. The change in the tensile strength of carbon fibers through electron irradiation will be tested. The use of additives, so-called crosslinking anchors, is necessary for the successful radiation crosslinking of polyamide 6. Some allylamides are physiologically harmless and extremely thermally stable. They can therefore be used in plastics processing processes with a long dwell time in the melt or with high surface areas, such as the blow molding of polyamide 6 liners. Fuel cell technology is more cost-effective than batteries for powering heavy SUVs and commercial vehicles. Larger, reliable tanks increase the range of these vehicles. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1141116

Status

Aktiv

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