Die Verwendung von Wasserstoff als Energieträger gilt als Schlüsseltechnologie. Besonders im Bereich des Transports von Wasserstoff und bei Tanksystemen für Brennstoffzellen-Fahrzeuge werden höchste Anforderungen an die Sicherheit der verwendeten Dichtungsmaterialien in den Leitungssystemen gestellt. Leckagen werden aufgrund der Explosivität nicht toleriert. „Elastomerdichtungen sind in der aktuellen Erdgasinfrastruktur fest etabliert“, erklärt das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF. „Halten diese auch dem Transport von Wasserstoff stand?“ Das Institut hat das Verbundprojekt „HydroTransSeal“ initiiert und sucht weitere Partner, mit dem Ziel, gemeinsam geeignete Elastomerwerkstoffe zu entwickeln und Handlungsempfehlungen für die Optimierung bereits eingesetzter Systeme zu geben.
Der Systemdruck bei ersten Serienanwendungen von Wasserstofftanksystemen liegt bei 350 bar. Zukünftige Entwicklungen streben Anwendungen mit 700 bar Nenndruck oder darüber hinaus an. Zusätzlich zu diesen Belastungen durch Druck kommen Temperaturbereiche von minus 40 Grad Celsius bis plus 85 Grad Celsius, die bei Betankungsvorgängen auftreten können. Neben diesen hohen Anforderungen an die nominellen Eigenschaften der Dichtungen ist bei Elastomerwerkstoffen über die Nutzungsdauer mit Alterungseffekten zu rechnen, welche die Dichteigenschaften verändern. Auch diese Effekte werden von wirkenden mechanischen Lasten, Temperaturen und Medien stark beeinflusst und sind in der Auslegung von Leitungssystemen ebenfalls zu berücksichtigen.
„Es existieren bisher nur wenige gesicherte Erkenntnisse zum Einsatz von Elastomeren im Zusammenspiel mit Wasserstoff“, so das Fraunhofer-Institut LBF. Das Ziel des Projektes „HydroTransSeal“ ist es, die Wechselwirkungsmechanismen von Wasserstoff mit Elastomerwerkstoffen zu verstehen sowie geeignete Maßnahmen zu ergreifen, um die Werkstoffe für den Kontakt mit Wasserstoff gegenüber Permeation, Adsorption und Quellung robuster zu gestalten, beispielsweise durch die Auswahl geeigneter Füllstoffe und Additive.