Das Projekt "Aufbau und Inbetriebnahme eines Prüfsystems für Werkstoffprüfungen unter Druckwasserstoff bis 100 MPa für die Bundesrepublik Deutschland an der MPA Universität Stuttgart" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Otto-Graf-Institut, Materialprüfungsanstalt durchgeführt. Im Rahmen dieses Projekts soll ein Prüfsystem zur Durchführung von mechanisch-technologischen Werkstoffprüfungen in einem Autoklaven unter Hochdruckwasserstoff bis 100 MPa beschafft und an der MPA Universität Stuttgart installiert werden. Die Entwicklung rentabler, kohlenstoffemissionsarmer Energieumwandlungstechnologien schreibt dem Wasserstoff als einem leicht zu speichernden und leicht zu transportierenden Sekundärenergieträger eine besondere Rolle zu. Für eine effiziente Verwendung von Wasserstoff als zukünftigem Energieträger sowohl im mobilen als auch im stationären Bereich ist eine möglichst hohe spezifische Energiedichte im Speicher- und Verteilungssystem unabdingbar. Sie wird durch Kompression des Mediums Wasserstoff erreicht. Maximaldrücke bis 70 MPa sind bei Kraftfahrzeugtanks bereits realisiert. In Verdichtern und Verbindungsleitungen, die vorwiegend in der Wasserstoffinfrastruktur zu finden sind, treten noch höhere Drücke auf. Die in diesem Bereich zum Einsatz kommenden Bauteile, die neben der Belastung aus Temperatur und Druck (und deren Gradienten) gleichzeitig der Einwirkung von Wasserstoff ausgesetzt sind, unterliegen gesetzlichen Vorschriften wie zum Beispiel der Druckgeräterichtlinie. Dementsprechend müssen die Bauteile nach deren Anforderungen ausgelegt und die dafür erforderlichen Kenndaten ermittelt werden. Der Nachweis, dass der Werkstoff, die zugehörigen Schweißverbindungen und die Bauteilauslegung für die späteren Betriebsbedingungen geeignet sind, muss über experimentelle Quantifizierungsuntersuchungen unter Berücksichtigung der Betriebsbedingungen erbracht werden. Für die Durchführung derartiger Untersuchungen soll ein geeignetes Prüfsystem aufgebaut und in Betrieb genommen werden, das Werkstoffprüfungen unter statischer und dynamischer Belastung für Probentemperaturen zwischen -70 C und +150 C bei gleichzeitiger Einwirkung von gasförmigem Wasserstoff bis zu einem Maximaldruck von 100 MPa ermöglicht.
Das Projekt "Werkstofftechnik für Brennstoffzellenkomponenten; Projektkurztittel: MatFuel" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Otto-Graf-Institut, Materialprüfungsanstalt durchgeführt. Projektziel ist die Steigerung der Ausfallsicherheit und Funktionalität sowie die Reduktion der Bauteilkosten für Brennstoffzellen-Systemkomponenten der HyWay5-Generation durch werkstofftechnische Entwicklung im Bereich metallischer Werkstoffe. 1. Erarbeitung der werkstofftechnischen Grundlagen hinsichtlich des Einflusses Druckwasserstoff auf das Ermüdungsverhalten von metallischen Werkstoffen durch Literaturstudien und gezielte Vorversuche; 2. Ableitung schädigungsrelevanter Kenngrößen und Entwicklung geeigneter Werkstoff- und Bauteilprüfkonzepte inkl. Raffkonzepten und/oder Vorschädigungskonzepten zur Simulation von Langzeitverhalten; 3. System- und Komponentenanalyse zur Ableitung kritischer Maschinenelemente und Beanspruchungsgrößen wasserstoffführender Bauteile im PEM-Brenstoffzellensystem (Hochdruck und Niederdruck) auf Basis vorhandener Funktionsmuster (HyWay4-Generation); 4. Ermittlung Eigenschaftsprofile kommerzieller Konstruktionswerkstoffe; 5. Ableitung und Umsetzung von Optimierungsbedarf durch Werkstoff- und Prozessentwicklung (Legierungstechnik und Halbzeugherstellung sowie grundlegende Einflüsse der Komponentenfertigung auf Werkstoffeigenschaften); 6. Entwicklung von Methoden zur Bauteilvorauslegung und -Bauteilabsicherung auf Basis kritischer Maschinenelemente für großserientaugliche Komponenten unter Druckwasserstoff und BZ-typischen Beanspruchungen.