WaVe

Im Rahmen des WaVe-Projekts entwickelt das Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe (IVW) eine leichtbauoptimierte FKV-Drucktankbauweise zur Speicherung von gasförmigem Wasserstoff für den neu zu entwickelnden Wasserstoff-Verbrennungsmotor für Nutzfahrzeuge im Medium-Duty Segment. Derzeit erfolgt die Versorgung des neu entwickelten Wasserstoff-Verbrennungsmotors im UNIMOG-Demonstrator, der kürzlich die Straßenzulassung erhalten hat, über vier konventionelle Typ-4 Tanks. In diesem Forschungsfahrzeug stehen zunächst ca. 13 kg H2 zur Verfügung. Projektziel in Wave ist es, diese H2-Menge im UNIMOG bei gleichem Bauraumbedarf am Fahrzeug, auf ca. 28 kg zu erhöhen. Zukünftig sollen die am IVW entwickelten Leichtbau-Tankmodule den vorhandenen Bauraum optimal ausnutzen und die für den Normalbetrieb erforderliche Menge zur Verfügung stellen. In einem neuartigen Herstellverfahren werden zylindrische Druckbehälter mit rein axial und in Umfangsrichtung aufgebrachten Fasern realisiert, die maximale Leichtbaugüte besitzen und zudem sehr klein im Durchmesser hergestellt werden können. Die Ausleitung der Last aus den axialen Lagen im zylindrischen Bereich des Druckbehälters erfolgt lagenweise mit Hilfe der am IVW patentierten „IVW-Krafteinleitung“. So werden die metallischen Dombereiche last- und werkstoffgerecht integriert. Als Liner kann in Abgrenzung zum Stand der Technik, bei der eine vorgeformte „Kunststoffblase“ verwendet wird, ein Metall- oder Kunststoffrohr genutzt werden, das bei Geometrieänderungen (insbesondere Längenänderungen) leicht variiert werden kann. Verschiedene Designvarianten wurden entwickelt, bis ohne Undichtigkeiten der für einen Betriebsdruck von 700 bar benötigte Berstdruck von 1575 bar erreicht wurde. Dazu wurde das Design grundlegend überarbeitet, um eine höhere Vorspannung der Umfangslagen zu generieren und die Pressung zwischen Liner und Dombereich zu erhöhen. Dies wird durch ein zum Patent angemeldetes konisches Spannelement im Inneren realisiert. Zusätzlich erhöht ein O-Ring die Dichtigkeit. Erste Prototypen wurden gefertigt und Bersttests unterzogen. Dabei wurden Werte bis zu 1606 bar erreicht. Die Nutzung der schmalen Tanks erfolgt durch „Zusammenschalten“ mehrerer Behälter zu einem Tankmodul. Dabei versorgt ein sogenannter Mastertank, der mit einem Betankungsventil (OTV) ausgestattet ist, weitere angeschlossene Behälter, die beliebig angeordnet werden können. So können zum einen sehr flache Bauräume (z.B. im Unterboden oder unter der Ladefläche) oder auch kompakte rechteckige Bauräume (z.B. hinter dem Fahrerhaus im UNIMOG-Demonstrator, dort bilden sieben Behälter ein Tankmodul) mit optimaler Bauraumausnutzung zur Wasserstoffspeicherung genutzt werden.

UNIMOG in Aktion: https://www.swr.de/swraktuell/rheinland-pfalz/wasserstoffmotor-unimog-tu-kaiserslautern-100.html