Im Rahmen des COMET-Moduls Polymers4Hydrogen soll ein neues zukunftsträchtiges Forschungsgebiet erschlossen werden, welches einen signifikanten Beitrag zum Klimaschutz und zur Revolutionierung der Energieversorgung leisten kann.
Gemäß dem Pariser Klimaabkommen (12. Dezember 2015) soll die globale Erwärmung gebremst und der CO2 Ausstoß drastisch (um 80-95% bis 2050) reduziert werden. Um diese Herausforderung langfristig lösen zu können, stellt aus heutiger Sicht nur der Umstieg unseres – noch immer auf fossilen Brennstoffen basierenden – Energiesystems eine sinnvolle Alternative dar. Wasserstoff als neue Energiequelle hat eine vielversprechende Perspektive aufgrund der dreimal höheren Energiedichte im Vergleich zu Erdöl.
Das COMET Modul Polymers4Hydrogen verfolgt dieses langfristige Ziel mit dem Design von Polymerwerkstoffen und Dichtungslösungen für den Einsatz unter hohem Druck. Extreme Einsatzbedingungen (-40 °C, >700 bar) stellen die Technologie von Polymer-Werkstoffen vor zahlreiche Herausforderungen, welche von der Permeation des Wasserstoffes durch Verbundwerkstoffe bis hin zur explosiven Dekompression von elastischen Polymerwerkstoffen reichen. In vielen Bereichen fehlt zurzeit noch das wissenschaftliche Fundament, um zukunftsträchtige Anwendungen der Wasserstofftechnologie realisieren zu können. Um dieses wissenschaftliche Fundament zu schaffen, nimmt Polymers 4 Hydrogen mit einem interdisziplinären Ansatz entlang der Wertschöpfungskette, von der Polymerchemie über die Polymerverarbeitung bis zur Charakterisierung und Simulation des komplexen Materialverhaltens, eine Vorreiterrolle ein - nicht nur in Österreich, sondern Europaweit.
Es wurde ein interdisziplinäres Konsortium mit 5 wissenschaftlichen Partnern unter Beteiligung von internationalen Spitzenuniversitäten (Technical University Munich, Tampere University of Technology, Politecnico di Milano) sowie 5 Unternehmenspartnern gebildet. Ein erklärtes Ziel des Konsortiums ist die Einnahme einer Führungsposition hinsichtlich des fundamentalen Verständnisses des Verhaltens von Polymerwerkstoffen unter extremen Einsatzbedingungen und das Vorantreiben alternativer Energiekonzepte für die Zukunft. Polymers 4 Hydrogen verfolgt innovative Technologien, darunter das Design neuer Materialien, um die Sperrwirkung gegenüber kleinen Gasmolekülen (z.B. Wasserstoff) zu erhöhen und dadurch die Permeation zu verringern, neue Wickelkonzepte für Liner-lose Hochdruckspeichersysteme mit wiederverwertbaren Kern, die Messung der Permeationseigenschaften mit einer neu entwickelten Permeationsmesszelle, die Implementierung neuer Simulationsstrategien im Bereich der Computational Fluid Dynamics und die Bestimmung der Eigenschaften von Polymeren unter extremen Druckverhältnissen.
Die Forschungsergebnisse von Polymers4Hydrogen sollen zu einem späteren Zeitpunkt wirtschaftlich umgesetzt werden und betreffen zukünftige Anwendungsgebiete der Wasserstofftechnologie.
Hierzu zählen
- Personenkraftwagen (Reichweite von 500 bis 700 km bei einem Tankzyklus von nur 3-5 Minuten),
- öffentliche Verkehrsmittel (keine Emissionen und Lärmbelästigungen),
- hoch belastete Nutzfahrzeuge (signifikante Reduktion der Standzeiten im Vergleich zu batteriebetriebenen Fahrzeugen),
- Schienenfahrzeuge (Ersatz von dieselbetriebenen Zügen, keine Elektrifizierung durch Oberleitungen erforderlich),
- Strom- und Wärmeerzeugung aus erneuerbaren Energien sowie
- unterschiedliche industrielle Anwendungen, z.B. der Ersatz von fossilen Energieträgern im Bereich der Stahlerzeugung.
