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Vision

Für die Verbreitung der H2-Technologie ist ein Paradigmenwechsel im gesellschaftlichen und technischen Bereich, aber auch in Forschung und Entwicklung, für viele technologische Herausforderungen erforderlich - insbesondere in den Bereichen Energie und Mobilität. Nachhaltigkeit und Energiewende als drängende Themen der Zeit sind angesichts dessen schon seit einigen Jahren zentral in vielen Projekten des Leibniz-IWT verankert (Beispiel).

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Das Leibniz-IWT ist in seiner spezifischen Fachaufstellung der drei Hauptabteilungen prädestiniert dafür, einen wesentlichen Beitrag zur Dekarbonisierungsstrategie und zu H2-Technologien im Rahmen der Werkstoffentwicklung und -anwendung zu liefern. Mögliche Forschungsimpulse aus dem IWT für die Wasserstofftechnologie finden sich dabei entlang der gesamten Prozesskette: Herstellung – Speicherung – Handling – Transport – Nutzung. In vielfacher Hinsicht sind hierbei auch Strukturmaterialien für die benannten Umgangsformen mit Wasserstoff erforderlich, da diese für die sich rasch entwickelnden H2-Märkte neben ihren technologischen Eigenschaften auch massenkompatibel und wirtschaftlich hergestellt werden müssen.

Ausstattung

Am Institut wird zunehmend intensiviert und interdisziplinär – d.h. in enger Zusammenarbeit aller Hauptabteilungen sowie mit externen Partnern aus Wissenschaft und Industrie – am Zukunftsthema „Grüner Wasserstoff“ gearbeitet. Seit 2021 stehen für die Erforschung neuer Werkstoffe und Prozesse für die Wasserstoffwirtschaft bereits erste Geräte einer erweiterten Ausstattung zur Verfügung, wie bspw. eine tomographische 3D-Atomsonde, ein Kryo-Umformdilatometer sowie ein Kryo-Lab zur Bestimmung mechanischer und bruchmechanischer Kennwerte an Werkstoffen für den Einsatz im Bereich der kryogenen Wasserstofftechnologie (ab 15 K).

Im neuen instrumentierten Kerbschlagwerk können Werkstoffe mit einem Arbeitsvermögen von 300 J nach DIN EN ISO 14556 geprüft werden. Relevant ist dies vor allem in der neueren Forschung zur Lagerung von flüssigem Wasserstoff. Mithilfe der neuen Prüfmaschine können nun auch Versuche zur Bestimmung und Bewertung des bruchmechanischen Verhaltens von Werkstoffen bei den typischerweise vorherrschenden Lagertemperaturen von flüssigem Wasserstoff (21 K bzw. -252 °C) durchgeführt werden. Dies kann für die aktuelle Forschung wichtige Erkenntnisse liefern:

Welche werkstoffrelevanten Faktoren spielen bei der Lagerung und dem Transport von flüssigem Wasserstoff zusammen? Und welche Eigenschaften müssen beachtet und möglicherweise weiter optimiert werden? Diese Fragen werden jetzt mithilfe der neuen Prüfmaschine Stück für Stück beantwortet.

Projekte

In einem neuartigen Wasserstoffreaktor sollen Interaktionen von Metallschmelzen und Wasserstoff näher untersucht werden. Hierzu wird die Metallschmelze mit einer wasserstoffreichen Atmosphäre beaufschlagt in einem Drop-on-Demand-Prozess zu Einzeltropfen desintegriert. Diese Tropfen werden mit modularen Prozessvarianten bei spezifischen Abkühlraten erstarrt. Man erhält so eine große Bandbreite von mit Wasserstoff beaufschlagten Probenformen, die als Basis für die Untersuchung von wasserstoffinduzierten Defekten, aber auch für die Forschung hinsichtlich der Wasserstoffspeicherung dienen.

In aktuellen und zukünftigen Projekten wird mithilfe dieser erweiterten Ausstattung die Erforschung neuer Werkstoffkonzepte für H2-Anwendungen für mobile und stationäre Wasserstoffspeicherung, Wasserstoff-Feststoff-Reaktionen, Oberflächentechnik und die Erforschung von recyclinggerechten Werkstoffen mit der IWT-Expertise zur Werkstoffentwicklung, Additiven und konvertionellen Fertigung, Verfahrenstechnik, Hochpräzisions-Oberflächengestaltung oder auch Biokorrosion kombiniert.

Wertvoll ist in diesem Zusammenhang die starke Zusammenarbeit im Leibniz-Strategieforum "Technologische Souveränität" in den Clustern "Materialien für die Digitalisierung" und "Wasserstoffwirtschaft“, welche die innovationspolitische Agenda prägen.

Zudem ist das Leibniz-IWT bereits in zahlreichen Kooperationsprojekten eingebunden, zum Beispiel als Partner der norddeutschen Wasserstoffstrategie oder des ITZ Nord (Innovations- und Technologiezentrum für Wasserstoff in der Mobilität im Verbund mit Bremen, Hamburg und Stade) sowie im EcoMat Hydrogen Center Bremen (EHC).

Im Bereich des industriellen Transfers in die Wasserstoffwirtschaft ist die Mitwirkung des Instituts an dem Leittechnologie-Projekt „TTgoesH2“ bedeutsam, in dem u.a. die Transformation von Thermoprozessanlagen, bspw. in der Stahlindustrie, durch innovative Werkstoff- und Anlagenkonzepte unterstützt wird.

Projekte

Durch die breitgefächerte Aufstellung in diesem Bereich arbeiten wir parallel in den verschiedenen Abteilungen, Arbeitsgruppen interdisziplinär miteinander aber auch mit vielen externen Kooperationspartnern.

Eine aktuelle Liste der Projekte finden Sie hier.