Mehr Reichweite durch flexible Bauweise
In der Automobilindustrie wird Erdgas derzeit als CNG (compressed natural gas) in Flaschentanks unter hohem Druck gespeichert, die im Fahrzeug sehr viel Raum einnehmen. Um das Tankvolumen und damit die Reichweite zu vergrößern, haben die DLR-Wissenschaftler einen neuartigen Hochdrucktank entwickelt. Der Tank ist modular aus mehreren Zylindern, den sogenannten Waben, aufgebaut. Möglich sind nicht nur kreisrunde Zylinder wie sie in bisherigen Hochdrucktanks zum Einsatz kommen, sondern auch Zylinder mit einer eckigen, halb- oder dreiviertelrunden Grundfläche. "Auf diese Weise wir den im Fahrzeug zur Verfügung stehenden Bauraum optimal nutzen und das Tankvolumen um rund 30 Prozent vergrößern – im Vergleich zu herkömmlichen CNG-Speichersystemen", schildert der Projektleiter Diego Schierle einen zentralen Vorteil des Wabentanks.
DLR-Verkehrsforscher bei der Auszeichnung des JEC Asia Innovation Award
Stabil und leicht durch innovatives Fertigungsverfahren
Auch beim Herstellungsverfahren gehen die Fahrzeugforscher neue Wege: Um den Wabentank bei gleichbleibend hoher Sicherheit möglichst leicht zu fertigen, kommen aufgrund ihres hohen Leichtbaupotenzials, wo immer möglich, faserverstärkte Kunststoffe zum Einsatz. Das Grundgerüst der einzelnen Waben besteht aus einem gasdichten Aluminiumkern mit einer Wandstärke von einem halben Millimeter. Damit der fertige Wabentank den Betriebsdruck von 200 Bar aushält, wird zunächst jede einzelne Wabe und dann der komplette Tank mit einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff umwickelt. Dieser robotergestützte dreidimensionale Wickelungsprozess hat es in sich: Denn es gilt, die Fasern so zu platzieren, dass sie für die bestmögliche Stabilität des gesamten Tankkonzepts sorgen. Im November 2014 haben die DLR-Wissenschaftler bereits die Machtbarkeit dieses Herstellungsprozesses gezeigt und einen ersten Demonstrator gefertigt, den sie in den folgenden Monaten einem Funktionstest unterziehen wollen. "Der Preis ist eine Bestätigung für unsere langjährigen Forschungsarbeiten, bei denen ein Team aus Konzept-, Konstruktions-, Simulations- und Versuchsingenieuren erfolgreich am gemeinsamen Projekt Wabentank gearbeitet hat", bilanziert Gundolf Kopp, der das Forschungsfeld Leichtbau und Hybridbauweisen leitet.
Szenarien zeigen, dass der Einsatz von gasförmigen Energieträgern wie CNG in naher Zukunft steigen wird. Entsprechend hoch schätzen die DLR-lngenieure das Marktpotenzial ihrer Entwicklung bei Fahrzeugherstellern und Zulieferern ein. Die Entwicklung des bereits patentierten DLR-Wabentanks wird gefördert vom Technologiemarketing des DLR sowie der Helmholtz-Gemeinschaft.
Zum JEC Asia Innovation Award
Die JEC Group ist das weltweit größte Netzwerk der Verbundwerkstoffbranche. Mit dem JEC Asia Innovation Award werden die besten Innovationen im Bereich der Faserverbundwerkstoffe ausgezeichnet. Bewertungskategorien sind dabei unter anderem die technische Bedeutung, das Marktpotenzial, der ökologische Einfluss sowie die Originalität der eingereichten Beiträge. Zu den Preisträgern in den weiteren Kategorien des JEC Asia Awards zählen unter anderem Teams aus Taiwan, Südkorea, Australien, Japan, Singapur und dem Vereinigten Königreich.