Rohrproben - ein pragmatischer Erkenntnisweg für den LH2-Tank

Abstract

Wasserstoff ist eine vielversprechende Treibstoffoption für die kommende Generation von Verkehrsflugzeugen. An Bord wird er in flüssiger Form, d.h. kryogen, bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt mitgeführt und als LH2 bezeichnet. Ein großer Tank ist notwendig mit sehr guter thermischer Isolation. Tank und Isolation erhöhen die strukturelle Masse. Das Gewicht eines Flüssigwasserstofftanks ist eine Material- und eine Optimierungsfrage. Eine besondere Herausforderung ist die Dichtigkeit: Wasserstoffmoleküle sind sehr klein und durchdringen (Permeation) jedes Tankmaterial mehr oder weniger schnell. Das Permeationsverhalten von Faserverbundstrukturen im Kontakt mit kryogenem Wasserstoff zu verstehen und messen zu können, ist daher für dessen sichere Handhabung von großer Bedeutung. Auf Basis dieser Erkenntnisse werden Materialien, Design und Fertigung des Tanks angepasst. Ein pragmatischer Ansatz wird mit der Fertigung von Rohrproben verfolgt, die zyklisch auf kryogene Temperatur abgekühlt und anschließend auf Dichtigkeit und auf Rissbildungen unter dem Mikroskop untersucht werden. So sind schnell grundlegende Erkenntnisse zu erlangen.