H2Mat – Einfluss von Wasserstoff auf industriell entwickelte und verwendete Legierungen

Die Kommission der Europäischen Union (EU) hat sich mit dem Europäischen Green Deal die ehrgeizige Aufgabe gestellt, die Reduzierung der Treibhausgasemissionen mit der nachhaltigen Umstellung der europäischen Industrie auf eine klimaneutrale Wirtschaft miteinander zu verbinden. In diesem Rahmen wurde Wasserstoff als zentral für die Lösung der Probleme und für die Entwicklung der europäischen Energiesysteme hervorgehoben. Ein besonderes Problem ist dabei das Versagen von Bauteilen aufgrund von Wasserstoffeinflüssen, das in verschiedenen industriellen Systemen wie z.B. Hochdruckwasserstoffspeichern, Pipelines, Brennstoffzellen sowie in Flugzeugbauteilen aus hochfesten Superlegierungen auftreten kann. Um zukünftig ein Versagen kritischer Bauteile zu vermeiden, ist ein tiefgreifendes Verständnis der Mechanismen erforderlich, wie Wasserstoff mit modernen technischen Werkstoffen wechselwirkt. In diesem Projekt bilden VDM Metals (Legierungsentwickler), MTU Aero Engines (Legierungsanwender), die TU München mit der Heinz Maier-Leibnitz-Forschungsneutronenanlage FRM II (Großforschungsanlage) und die FAU Erlangen-Nürnberg (Universität) ein Konsortium, um offene Fragen zu den Mechanismen anzugehen, welche beispielsweise zur Wasserstoffversprödung führen. Durch die Zusammenarbeit von Forschung und Industrie liegt ein spezieller Fokus auf der wirtschaftlichen Umsetzbarkeit der Ergebnisse, um die gesamte Wertschöpfungskette zu optimieren, beginnend von der Materialentwicklung bis hin zur abschließenden Materialanwendung. Das Hauptziel dieses Projekts ist die Entwicklung, der Aufbau und die Inbetriebnahme von Probenumgebungen für die Wasserstoffbeladung und –detektion an der Neutronenquelle FRM II. Mittels der verschiedenen am FRM II und der FAU vorhandenen Instrumenten und Mikroskopen sollen die mit Wasserstoff beladenen metallischen Werkstoffe charakterisiert werden. Parallel dazu werden die Wasserstoffgehalte in den Proben mittels verschiedener Methoden gemessen und mit den mechanischen Eigenschaften korreliert. Untersucht werden dabei vor allem Legierungen, die in Flugzeugtriebwerken und stationären Gasturbinen oder der Brennstoffzelle zum Einsatz kommen, um den Einsatz von Wasserstoff als klimafreundlichen Treibstoff der Zukunft zu prüfen.

Das Projekt H2Mat mit dem Förderkennzeichen 05K22WE1 wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des Verbundprojekt 05K2022 – H2Mat: Ein Gerät zur Untersuchung des Einflusses der Wasserstoffbe- und -entladung für industriell entwickelte und verwendete Legierungen gefördert.