Universitäten entwickeln kryogene H2-Tanks für Flugzeuge

Das Projekt CryoFuselage der Universität der Bundeswehr München in Kooperation mit der Uni Bayreuth soll kryogene Niederdruck-Wasserstofftanks aus Faser-Kunststoff-Verbunden entwickeln und als strukturlasttragende Komponente in die Rumpfstruktur von elektrifizierten Flugzeugkonzepten integrieren.

Sprich: Die Tanks sollen nicht nur in eine vorhandene Struktur eingebaut werden, sondern als Teil der Struktur selbst zum tragenden Teil werden. Eine weitere Anforderung: Im Rahmen der Qualitätssicherung und Flugsicherheit sollen die Tanks darüber hinaus durch die Einbettung von Sensoren die Prozess-, Schadens- und Füllstandsüberwachung für diese elektrifizierten Flugzeugkonzepte ermöglichen.

Ziel sei es, „mittelfristig eine energieeffiziente und umwelt-schonendere Antriebsmethode bereit zu stellen“, so die Universität der Bundeswehr in einer Mitteilung. Wie in der Luftfahrt üblich sollen die Tanks besonders leicht sein, um den Verbrauch zu senken und Nutzlast sowie Reichweite zu erhöhen.

Dabei setzen die Bundeswehr-Forscher nicht auf reine Drucktanks. Laut der Mitteilung sollen anstatt 700 bar in einem herkömmlichen Wasserstofftank für Autos im künftigen Wasserstofftank für Flugzeuge nur rund acht bar Druck herrschen. Damit bei diesem Druck eine ausreichende Energiedichte vorliegt, muss der Wasserstoff aber auf -253 Grad Celsius gekühlt werden. „Diese Tieftemperaturen stellen höchste Ansprüche an das Material und die Isolation des Tanks“, so die Universität. Ziel sei es, die richtigen Materialien und Materialkombinationen zu finden und zu testen.

Auf der Straße herrschen derzeit Drucktanks vor – mit 350 oder 700 bar. Einzig Daimler Trucks hatte im September 2020 angekündigt, bei dem geplanten Brennstoffzellen-Langstrecken-Lkw „GenH2 Truck“ auf flüssigen Wasserstoff bei -253 Grad Celsius zu setzen. Die Tankstellen entwickelt Daimler gemeinsam mit dem Gase-Konzern Linde.

„Die Entwicklung von leichtbaugerechten Speichermöglichkeiten für Wasserstoff leistet einen erheblichen Beitrag zur klimaneutralen Mobilität und hilft die geforderten Klimaziele zu erreichen“, sagt Tobias Dickhut von der Professur für Verbundwerkstoffe und Technische Mechanik am Institut Aeronautical Engineering, der die Arbeiten leitet.

Das von der bayerischen Landesregierung geförderte Projekt läuft seit dem 1. Januar 2021 und ist für eine Dauer von zweieinhalb Jahren geplant. Kooperationspartner ist der Lehrstuhl für Polymere Werkstoffe an der Universität Bayreuth.
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