Simulation von H2-Betankungsvorgängen und Entwicklung von Betankungsprotokollen
In Schienenfahrzeugen wird Wasserstoff derzeit gasförmig bei 350 bar gespeichert. Schienenfahrzeuge des Schienenpersonennahverkehrs (SPNV) führen in etwa 160 - 320 kg Wasserstoff mit sich.

Motivation
Eine Herausforderung für Wasserstoffzüge ist das Sicherstellen einer kurzen Betankungszeit unter allen Umgebungsbedingungen. Ursache dafür ist, dass die Wasserstofftanks eine Temperatur von mehr als 85°C nicht überschreiten dürfen. Der Wasserstoff erwärmt sich jedoch während des Betankungsvorgangs in Folge der Kompression des Gases in den Tanks sowie des negativen Joule-Thomson Koeffizienten des Wasserstoffs. Folglich besteht ein Zielkonflikt zwischen einer kurzen Betankungszeit und der Einhaltung der maximalen Wasserstofftemperatur.
Forschungsportfolio
Für die Versorgung von wasserstoffbetriebenen Schienenfahrzeugen werden am Institut für Fahrzeugkonzepte Anforderungen an die Wasserstoffbetankung erhoben. Darüber hinaus werden Simulationsmodelle des Betankungsprozess erstellt und diese mit Messdaten validiert. Somit können verschiedene Betankungskonzepte untersucht werden mit dem Ziel den Füllprozess zu beschleunigen.
Zusätzlich bringen die Forscherinnen und Forscher ihr Know-How im Gremium "Normungsroadmap Wasserstofftechnologien - AG Schienenfahrzeuge" ein und sind in nationalen und internationalen Umsetzungsprojekten involviert.
Projektreferenzen
- FCH2Rail - FCH2RAIL
- H2Bar - H2BAR - Begleitforschung Fahrzeuge und Tankstelle
Veröffentlichungen
- electronic library - Review and comparison of worldwide hydrogen activities in the rail sector with special focus on on-board storage and refueling technologies
- electronic library - Limitations in the Hydrogen Refueling Process of Railway Vehicles
- electronic library - Development, Application and Optimization of Hydrogen Refueling Processes for Railway Vehicles
- electronic library - Wasserstoffschiene Heidekrautbahn | Leitfaden 1 - Erkenntnisse aus der Betriebsvorbereitungsphase 2022-2024