Hamburg. Wasserstoff gilt als wichtiger Baustein für die Energieversorgung der Zukunft. Damit er effizient und kompakt gespeichert werden kann, können Metallhydride eingesetzt werden, deren Eigenschaften jedoch genau verstanden werden müssen. Einen Beitrag dazu hat Oberleutnant Sarah mit ihrer Masterarbeit „In-situ and ex-situ characterization of the effective thermal conductivity of hydride forming materials“ geleistet. Für ihre Forschung wurde die Absolventin der Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr Hamburg (HSU/UniBw H) mit dem 1. Preis des VDI Hamburg ausgezeichnet.
Wärme als Schlüsselfaktor für die Wasserstoffspeicherung
Im Mittelpunkt der Arbeit standen sogenannte hydridbildende Materialien, auch Metallhydride genannt. Dabei handelt es sich um Materialien, die Wasserstoff aufnehmen und chemisch binden können. Sie gelten als vielversprechende Option für die sichere, effiziente und kompakte Speicherung von Wasserstoff und werden deshalb intensiv für zukünftige Energiesysteme erforscht.
Für ihre praktische Anwendung spielt die Wärmeleitfähigkeit dieser Materialien eine entscheidende Rolle. Sie beeinflusst, wie schnell Wärme beim Be- und Entladen eines Speichers transportiert wird und damit auch wie kein anderer Einflussparameter, wie schnell ein Wasserstoffspeicher Wasserstoff aufnimmt oder abgibt.
Um diese Prozesse besser zu verstehen, untersuchte Oberleutnant Sarah die Wärmeleitfähigkeit der Materialien unter verschiedenen Temperaturen und Drücken in einer Wasserstoffatmosphäre. Dabei betrachtete sie nicht nur Zustände vor oder nach einer Reaktion, sondern auch die Veränderungen während der Wasserstoffaufnahme und -abgabe. Die Ergebnisse tragen dazu bei, Wasserstoffspeicher künftig präziser zu modellieren und weiterzuentwickeln.
Eine Forschungsfrage mit praktischem Bezug
Für die Wirtschaftsingenieurin stand früh fest, dass ihre Masterarbeit mehr sein sollte als der Abschluss eines Studiums. Auf der Suche nach einem Thema stieß sie auf die Wasserstoffforschung von Prof. Dr.–Ing. Julian Jepsen von der Professur für Angewandte Werkstofftechnik und erkannte schnell das Potenzial des Forschungsfeldes:
„Ich wollte eine Arbeit schreiben, die nicht nur für die Schublade ist. Als Biotechnologin und Wirtschaftsingenieurin mit Schwerpunkt Elektrische Energieversorgung und Energiewirtschaft hat mich besonders die Frage fasziniert, wie Wasserstoff genutzt werden kann, um Energie aus erneuerbaren Quellen zu speichern und flexibel verfügbar zu machen. Ich wollte mich an einem Thema beteiligen, das einen konkreten Beitrag zur Energiewende leisten kann. In den Gesprächen mit Prof. Jepsen haben wir dann gemeinsam ein Thema gefunden, das genau zu meinen Interessen und Stärken passte.“
Intensive Zusammenarbeit zwischen HSU/UniBw H und Helmholtz-Zentrum Hereon
Die Arbeit entstand am Helmholtz-Zentrum Hereon, wo Dr. Julián Puszkiel die fachliche Betreuung übernahm. An der HSU/UniBw H wurde das Vorhaben von Prof. Dr.–Ing. Julian Jepsen begleitet. Die Begutachtung erfolgte durch Prof. Dr. Thomas Klassen und Prof. Dr.–Ing. Julian Jepsen, die die herausragende Arbeit auch mit einer entsprechenden Note bewerteten.
„Oberleutnant Sarah hat mit ihrer Masterarbeit einen wesentlichen Beitrag zur Nutzung von Metallhydriden als Wasserstoffspeicher geleistet. Sie hat ein komplexes und innovatives Messverfahren mit großer Selbstständigkeit und hoher Genauigkeit bearbeitet. Besonders überzeugend ist, wie systematisch, präzise und verständlich sie ihre Ergebnisse dargestellt hat“, würdigt Prof. Dr.–Ing. Julian Jepsen die Arbeit.
Auszeichnung mit persönlicher Bedeutung
Dass ihre Arbeit mit dem 1. Preis des VDI Hamburg ausgezeichnet werden würde, überraschte Oberleutnant Sarah dennoch. Umso größer war die Freude über die Anerkennung ihrer Forschung:
„In der Masterarbeit stecken viel Zeit und Mühe, zugleich wurde ich vom Team sehr gut aufgenommen und bei meiner Forschung unterstützt. Trotzdem war ich überrascht, den ersten Preis zu gewinnen. Umso mehr freue ich mich, mit der Auszeichnung zeigen zu können, was Frauen in Ingenieurberufen und Angehörige der Bundeswehr in der zivilen Forschung erreichen können“, sagt Oberleutnant Sarah.
Wissenschaftliche Perspektive für die Zukunft
Nach ihrem Studium setzt Oberleutnant Sarah zunächst ihren militärischen Weg fort. Sie ist Soldatin auf Zeit und absolviert derzeit einen Zugführerlehrgang. Die während des Studiums und der Masterarbeit gewonnenen Kenntnisse möchte sie auch in ihre weitere berufliche Tätigkeit einbringen:
„Langfristig hoffe ich, für eine Promotion an die HSU/UniBw H zurückkehren und meinen wissenschaftlichen Weg fortsetzen zu können. Für mich liegt gerade die Verbindung von Forschung und Praxis besonders nahe. Ich kann mir gut vorstellen, später an Themen an der Schnittstelle von Umwelt, Infrastruktur und Energietechnologie zu arbeiten. Der VDI-Preis ist für mich deshalb nicht nur eine große Anerkennung meiner Masterarbeit, sondern auch eine Bestätigung, diesen Weg weiterzugehen.“
Die Helmut-Schmidt-Universität/Universität der Bundeswehr gratuliert herzlich zu dieser Auszeichnung.