Für eine klimaneutrale Mobilität, eine zukunftsfähige Energiewirtschaft und eine nachhaltige chemische Industrie gelten Wasserstofftechnologien als wegbereitend. Am Fraunhofer ITWM gibt es vielfältige Kompetenzen zur Modellierung, Simulation und Optimierung entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Wasserstofftechnologie. Dies umfasst die Themen der Erzeugung, der Speicherung, der Verteilung und insbesondere auch deren Nutzung als alternative Antriebssysteme wie auch mobiler Energiespeicher. Im Projekt TPC-H2-Storage – Wasserstofftechnologien arbeitet das Leibniz-Institut für Verbundwerkstoffe IVW an einer großserienfähigen Wasserstoffspeicher- und -transporttechnologie.
Die Forschungsarbeiten im Leistungszentrum fokussieren folgende Schwerpunkte:
Wasserstoffbasierte Antriebssysteme
- Analyse und Optimierung wasserstoffbasierter Antriebskonzepte hinsichtlich Energieeffizienz, Reichweiten und Infrastrukturbedarf
- Simulation von Kabeln, Schläuchen und insbesondere auch wasserstoffführender Leitungen
- Befüllen und Entleeren von Wasserstofftanks
Wasserstofferzeugung, -speicherung und -verteilung
- Elektrolyse zur Erzeugung von Wasserstoff, insbesondere bei Fluktuationen in der Verfügbarkeit von grünem Strom
- Neue Speichermedien in Form von Flüssigkeiten, in denen Wasserstoff als Gas eine hohe Löslichkeit hat
- Software für das Management von Kundensystemen, die ihre Energie aus verschiedenen Quellen beziehen
- Simulation von Verteilungsnetzen
Wasserstoffspeicherung und Wasserstofftransport
Aktuelle metallische Lösungen für Wasserstoffspeicherung und -transport sind für mobile Anwendungen zu schwer und verfügbare Leichtbaulösungen aus verstärkten duroplastischen Kunststoffen sind nicht ausreichend großserienfähig. Daher realisiert das IVW eine geeignete Infrastruktur für die Entwicklung großserienfähiger Wasserstoffspeicher- und -transporttechnologien auf Basis von thermoplastischen Faserverbundwerkstoffen auf.
Intensive Vernetzung im Leistungszentrum
Das Fraunhofer ITWM arbeitet im Transferzentrum 2: »Mobilität« mit verschiedenen Lehrstühlen im Maschinenbau und der Mathematik an der RPTU Kaiserslautern, der Hochschule Kaiserslautern und mit der Fahrzeugindustrie zusammen sowie im Transferzentrum 1: »Verfahrenstechnik/Chemie« mit der Mathematik und der Verfahrenstechnik an der RPTU Kaiserslautern und der chemischen Industrie. Die Forschungsarbeiten des IVW sind im F&E-Lab 1: »Digiale Zwillinge« verortet.