綠色氫氣在能源轉型中起著關鍵作用，因為它可以成為電力，移動和工業部門之間的聯繫因素。為了展開這些潛力，有必要採用有效的綠色氫儲存和運輸方法。
四個項目合作伙伴Hexagon Purus GmbH，RayScan Technologies GmbH，弗勞恩霍夫材料與系統微結構研究所IMWS和弗勞恩霍夫材料力學研究所IWM共同開發安全輕質高壓儲罐，其中氫氣儲存在運行中壓力高達1000bar，可以運輸。這樣可以更有效地分配和使用這種可持續能源。
該聯合項目是HYPOS創新項目的一部分，其中100多個合作伙伴聯手推動綠色氫在化學，煉油，移動和能源領域的使用。綠色氫氣的起點是來自可再生能源的電力，可再生能源用於電解，產生氫氣。因此，綠色電力變得可以加載，並且可以根據需要使用。與此同時，氫氣作為重要原料從可再生資源中獲得，不再以化石燃料為基礎。
綠色氫氣可以儲存在散裝儲存設施中並通過管道輸送。為了接觸市中心的農村地區或加油站的終端客戶並在短時間內存儲它們，還需要適當的儲存和運輸罐。因為氣態氫具有低體積比能量密度，所以高壓罐提供了可行的儲存溶液：氫在其中高度壓縮。在相同尺寸的罐中，在1000巴下，氫氣比未壓縮狀態多600倍，是350巴容器中的兩倍多。雖然能量也用於壓縮，但它明顯小於例如氫的液化和在低於-250℃的溫度下在冷藏容器中的儲存。
氫輸送市場的共同點是壓力容器，200-350巴，部分500巴。項目合作伙伴希望顯著提高這一價值。目的是提供特別安全和輕質的容器，可在高達1000巴的工作壓力下使用。
“更高的操作壓力為氫的有效分配和中間存儲以及高效的罐系統提供了巨大的優勢。為實現這一目標，壓力容器的協調，優化的材料和部件概念是必要的，“Hexagon的開發工程師Fabian Richter說道，他負責協調該項目，該項目將持續到2021年11月30日。
特別適合實現這一目標的是塑料混合罐。這種容器由纖維增強塑料包裹作為承載結構。內部是熱塑性塑料襯裡，確保氣密性。容器的末端還有金屬元素。»這種多材料特性帶來了一些挑戰。護套本身又是碳纖維和玻璃纖維增強熱固性塑料的混合物，“Richter解釋道。
由於襯裡不是由金屬材料製成，而是由塑料製成，因此排除了一些問題，例如氫脆或腐蝕。對於高達1000 bar的操作，仍有一些開放的研究問題：當罐裝滿或清空時，纖維增強塑料的層壓板如何表現？即使在極端溫度波動和其他負載下，襯裡和護套之間的粘合是否保持穩定？氫如何與不同的材料相互作用，這對它們的老化和壽命有什麼影響？如何避免製造缺陷（如厚度公差，纖維角度偏差，孔隙，幹纖維）以及如何評估它們對容器操作的影響？
對於這些問題，項目合作伙伴研究材料科學的基礎知識。他們還希望製造並全面描述比例模型船舶結構和大型集裝箱模型。最後但並非最不重要的是，應建立適合新型容器的測試基礎設施，以便能夠通過適應的負載測試證明操作安全性。
例如，為了使新的高壓罐能夠展示其效率，將開發改進的熱塑性襯裡材料並將其集成到容器概念中，這確保即使在高儲存壓力下也具有低的氫滲透率。基於材料理解和所用材料的微觀結構，項目合作伙伴希望開發一種新穎的宏觀損傷模型，可用於可靠地預測組件行為。為此目的，使用了許多非破壞性的測試方法，這些方法也將在項目過程中得到進一步發展。目標是高效3D X射線檢查的概念，
“通過安全輕便的高壓罐，我們可以將綠色氫氣的生態潛力與其他優勢結合起來：運輸相同數量的能源，減少車輛或更少的行程，同時增加可能的應用範圍，並且最重要的是，公司提供了相當大的成本優勢，“裡希特說。
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