Ziel des Projektes PolyH2Pipe war die ganzheitliche Entwicklung und Validierung endlosfaserverstärkter, thermoplastischer Rohrsysteme für Medienleitungen in Elektrolyseuren. Dazu wurden in drei Teilprojekten zunächst die Anforderungen an die Rohrsysteme, die eingesetzten Werkstoffe sowie wirtschaftliche Aspekte betrachtet. Auf dieser Grundlage wurden Fertigungskonzepte für Rohr-Designs mit endlosfaserverstärkter Tape-Wicklung entwickelt und auf unterschiedliche Druck-, Temperatur- und Medienanforderungen ausgelegt.
© IKVFür das Projekt wurde die Verwendbarkeit günstiger Werkstoffe wie PP und PE evaluiert. Für beide Materialien wurden Bauteile umgesetzt, die mit vier bzw. sechs Lagen glasfaserverstärktem Tape desselben Werkstoffs verstärkt wurden. Ergänzend wurden systematisch Barriereschichtsysteme aus amorphem Kohlenwasserstoff und Siliziumoxid entwickelt, um die Einsatzfähigkeit der Rohrsysteme im Wasserstoffumfeld sicherzustellen. (Teilprojekt 1: Auslegung und Entwicklung von Fertigungsstrategien für endlosfaserverstärkte thermoplastische Rohrsysteme für Wasserstoffanwendungen)
Darauf aufbauend wurden geeignete Fügeprozesse für diese Rohrsysteme erarbeitet, mit dem Ziel die Funktionalitäten nicht zu beeinträchtigen. Hierzu wurden das Heizelementmuffenschweißen sowie Klebprozesse ausgewählt und deren Verbund anhand mechanischer und analytischer Kennwerte bewertet. Neben Kunststoff-Kunststoff-Verbindungen wurden auch Kunststoff-Metall-Verbindungen untersucht (Abb. 1). (Teilprojekt 2: Entwicklung von Schweiß- und Klebprozessen für Kunststoffmedienleitungen für Wasserstoffanwendungen)
Abschließend wurden Methoden und Prüfstände zur anwendungsnahen Validierung der Rohrsysteme und Fügeverbindungen entwickelt. Ziel war es, die Rohrsysteme hinsichtlich ihrer Permeationseigenschaften und Druckbeständigkeit unter Einsatzbedingungen zu charakterisieren und zu erproben (Abb. 3). (Teilprojekt 3: Methoden zur Validierung der Anforderungen von Kunststoffmedienleitungen für Wasserstoffanwendungen)
Insgesamt konnte gezeigt werden, dass mit den drei Teilprojekten eine übertragbare technologische Grundlage für wirtschaftliche und validierte Kunststoffmedienleitungen in der Wasserstoffwirtschaft geschaffen wurde.
Projektdaten und Förderung
Wir danken dem BMWE für die Förderung des IGF-Projekts (Förderkennzeichen 63-65 N) und den Projektpartnern für die Zusammenarbeit.
