{"id":1771,"date":"2025-05-05T15:42:09","date_gmt":"2025-05-05T13:42:09","guid":{"rendered":"https:\/\/www.hsu-hh.de\/awt\/?page_id=1771"},"modified":"2025-10-13T16:30:19","modified_gmt":"2025-10-13T14:30:19","slug":"additive-fertigung-mhspeicher","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/www.hsu-hh.de\/awt\/forschung\/projekte\/additive-fertigung-mhspeicher\/","title":{"rendered":"Additive Fertigung eines Metallhydridspeichers"},"content":{"rendered":"\n
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Im G\u00fcter- und Warenverkehr spielen LKWs nach wie vor eine bedeutende Rolle, da sie vor allem den Transport im Nahbereich \u00fcbernehmen. F\u00fcr diesen Sektor stellt die Energiewende allerdings eine besonders gro\u00dfe Herausforderung dar, da batterieelektrische Systeme wie sie in PKWs mehr und mehr zu sehen sind, keine Alternative darstellen. Grund daf\u00fcr ist, dass im Schwerlastverkehr h\u00f6here Energiedichten ben\u00f6tigt werden und lange Beladungszeiten nicht wirtschaftlich sind. Auch Wasserstoffdruckspeicher liefern nicht die Energiedichte, die idealerweise ben\u00f6tigt wird. Eine Alternative bietet die Wasserstoffspeicherung in Feststoffen, sogenannten Metallhydriden, die den Wasserstoff in chemischen Bindungen speichern und so besonders hohe Speicherdichten erzielen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n

Metallhydridspeicher m\u00fcssen besondere Anspr\u00fcche erf\u00fcllen. So muss beispielsweise die W\u00e4rmeaustauschfl\u00e4che im Tank optimiert werden, da so die Reaktionsw\u00e4rme f\u00fcr die Absorption bzw.<\/abbr> Desorption von Wasserstoff m\u00f6glich schnell abgef\u00fchrt bzw.<\/abbr> zugef\u00fchrt werden kann. Dies ist unter anderem ausschlaggebend f\u00fcr die Zeit, die zum Beladen ben\u00f6tigt wird. Eine M\u00f6glichkeit die Tankgeometrie zu optimieren, bietet die additive Fertigung. Im Vergleich zur herk\u00f6mmlichen Fertigung k\u00f6nnen hier deutlich komplexere Designs realisiert werden und der Metallhydridspeicher weiter optimiert werden.<\/p>\n\n\n\n

In diesem Projekt wird mittels Laserauftragsschwei\u00dfen ein Metallhydridspeicher gefertigt, der dank einer komplexen Innengeometrie den W\u00e4rmetransport optimiert. Hierf\u00fcr erzeugen mehrere Laserstrahlen ein Schmelzbad, in welches ein Draht gef\u00fchrt wird. Mit Hilfe eines Roboterarms wird dann die gew\u00fcnschte Struktur aufgebaut. Im Vergleich zu pulverbasierten Verfahren, kann mittels Drahts eine h\u00f6here Auftragsrate realisiert werden und Probleme mit dem Umgang mit dem Pulver vermieden werden.<\/p>\n\n\n\n

Zuerst werden verschiedene Legierungen untersucht und bez\u00fcglich ihrer Schwei\u00dfbarkeit in dem Prozess und den resultierenden mechanischen Eigenschaften bewertet. Parallel wird mittels Simulationssoftware eine geeignete Geometrie f\u00fcr der Tank ermittelt. Im Anschluss an diese beiden Schritte wird der Metallhydridtank gefertigt und getestet.<\/p>\n\n\n\n

Neben der Energiewende wird in Deutschland auch auf dem Verkehrssektor eine gro\u00dfe Mobilit\u00e4tswende n\u00f6tig sein, um insbesondere die nationalen CO2<\/sub>-Ziele der Bundesregierung einzuhalten und um langfristig eine nachhaltige Energieversorgung zu erreichen. Einen wichtigen Beitrag hierf\u00fcr k\u00f6nnen neben reinen Batteriefahrzeugen auch Fahrzeuge basierend auf Brennstoffzellenantrieben leisten. In den bisher verf\u00fcgbaren Fahrzeugen kommen vorwiegend Druckspeichertanks f\u00fcr Wasserstoff mit Dr\u00fccken bis 700 bar zum Einsatz. Insbesondere f\u00fcr Nutzfahrzeuge, Busse oder Schienenfahrzeuge sind jedoch noch h\u00f6herer Speicherdichten n\u00f6tig. Eine M\u00f6glichkeit hierf\u00fcr bietet die Wasserstoffspeicherung in Feststoffen, die durch eine chemische Reaktion eine sichere und kompakte Speicherl\u00f6sung bieten kann. Bisherige Studien fokussierten hier auf Materialien, die bereits bei Raumtemperatur arbeiteten konnten, jedoch auf das Gewicht bezogen nur recht geringe Speicherdichten aufwiesen. <\/p>\n\n\n\n

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Forschungspartner:<\/strong><\/strong><\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Kontakt:<\/strong><\/p>\n<\/div>\n\n\n\n

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Jannik Brumm<\/a><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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