Kunststoffrohre machen Elektrolyseure günstiger

Wasserstoff kann einen bedeutenden Beitrag zur Energiewende leisten, da er mithilfe erneuerbarer Energien in PEM-Elektrolyseuren CO₂-neutral hergestellt werden kann und so als vielseitiger Energielieferant eine echte Alternative zu fossilen Brennstoffen bietet. Die Produktion von grünem Wasserstoff ist jedoch derzeit noch recht kostspielig. Um die Anlagenkosten für Elektrolyseure zu reduzieren, müssen die eingesetzten Werkstoffe betrachtet werden. Die Verwendung von thermoplastischen Kunststoffrohren anstelle von Stahlwerkstoffen wäre denkbar, da automatisierte Fertigungsverfahren und einfache Verbindungstechniken zur Verfügung stehen, was die Herstellungskosten erheblich senken würde. Im Vergleich zu Edelstahlrohren liegen die Herstellungskosten eines endlosfaserverstärkten Thermoplastrohres deutlich unter dem Einkaufspreises des Metallrohres.

Existierende traditionelle thermoplastische Rohrsysteme, wie sie beispielsweise in der Wasserversorgung, im Mittel- und Niederdruckbereich der Gasversorgung oder in Pipeline-Systemen Anwendung finden, erfüllen jedoch nicht die Anforderungen an hohe Drücke, Temperaturen und die Einwirkung der transportierten Medien. Es bedarf also neuer Standards und neuer Produkte, die die Anforderungen zukunftsträchtiger Wasserstoffanwendungen sowohl materiell als auch wirtschaftlich erfüllen.

Das Konzept des Projekts "PolyH₂Pipe" besteht darin, endlosfaserverstärkte Rohrsysteme speziell für den Einsatz in der Peripherie von Elektrolyseanlagen oder in Medienleitungen von Brennstoffzellen zu entwickeln. Diese Rohrsysteme kombinieren die Wirtschaftlichkeit von Kunststoffrohren mit der Druckfestigkeit von Metallrohren. Das Projekt sieht die Verwendung von Mehrschichtrohren vor, wobei der Innenliner die innere Geometrie vorgibt und als Wickelkern dient, die Laminatschicht für Druckfestigkeit sorgt und der Außenmantel gute Möglichkeiten der Fügung verschiedener Rohrabschnitte gewährleistet. Als vierte Schicht wird eine Plasmabeschichtung auf der Innenseite angebracht, um die Diffusion von Wasserstoff aus dem Rohr und Ionen in die Medien zu verhindern.

Die Umsetzung dieses Vorhabens erfolgt in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) sowie dem Institut für Schweißtechnik und Fügetechnik (ISF) der RWTH Aachen University in drei gemeinsamen Teilprojekten. Diese Teilprojekte umfassen die Konzeption und Entwicklung der Rohrsysteme, die Entwicklung von Fügetechnologien sowie Methoden zur experimentellen Absicherung der Anforderungen. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) im Rahmen der IGF-Variante "Leittechnologien für die Energiewende" gefördert. Ein projektbegleitender Ausschuss, bestehend aus Vertretern von Unternehmen im relevanten Themenfeld, wird das Projekt begleiten. Bei Interesse melden Sie sich gerne für weitere Informationen und zur Teilnahme am Ausschuss.

Quelle: IKV Aachen