Kompatibilität von kryogenen Flüssigwasserstoffspeichern mit Brennstoffzellen und Wasserstoffverbrennungsmotoren

Autoren

Dipl.-Ing. (FH) Dr. J. Winklhofer, Dipl.-Ing. Dr. T. Stepan, SAG Innovation GmbH, Lend:

Jahr

2022

Druckinfo

Eigenproduktion ÖVK

Zusammenfassung

Flüssigwasserstoff als Treibstoff für schwere Nutzfahrzeuge bietet Vorteile hinsichtlich Energiedichte und Betankungszeit vor allem im Vergleich zu batterieelektrischen Antrieben. Außerdem kann der Druck im Tank im Vergleich zu gasförmiger Wasserstoffspeicherung niedrig gehalten werden. Das bringt Vorteile hinsichtlich des Gewichts und des Platzbedarfs des Speichers, dessen Kosten und Sicherheit mit sich. Verschiedene Wasserstoff- Antriebskonzepte verlangen jedoch nach unterschiedlichen Versorgungsdrücken. Diese reichen von weniger als 10 bar bei PEM-Brennstoffzellen bis hin zu 300 bar bei der Hochdruck-Direkteinspritzung in einer Verbrennungskraftmaschine.

Der vorliegende Beitrag erläutert wie Flüssigwasserstoffspeicher Versorgungsdrücke für unterschiedliche Antriebskonzepte bereitstellen können und beleuchtet die damit verbundenen technologischen Herausforderungen.

Die hier präsentierten Ergebnisse zeigen, dass für die direkte Wasserstoffversorgung aus dem LH2-Tank der nominale Arbeitsdruck der PEM-Brennstoffzelle oder der H₂- Verbrennungskraftmaschine so gering wie möglich sein sollte (< 15 bar), um so das Gewicht des Tanks minimieren sowie ausreichend Wasserstoffspeicherkapazität und Holdtime gewährleisten zu können. Für Hochdruckanwendung bis 300 bar ist gasförmige Komprimierung am Fahrzeug ineffizient und nicht praktikabel. In diesem Fall erscheint der Einsatz einer Kryopumpe sinnvoll. Eine solche Pumpe ist zurzeit jedoch noch nicht verfügbar und Gegenstand der angewandten Forschung.

ISBN

1920-2323-23-1

Anzahl der Seiten

12 Bestellen