Air Liquide und Faurecia bringen flüssigen Wasserstoff auf Schwerlast

Veröffentlicht am 14. September 2022

9 Min

Mit einer Reichweite von 1.000 km, einer optimierten Speicherkapazität und einer getesteten Technologie, die innerhalb von fünf Jahren einsatzbereit ist, bieten Flüssigwasserstofftanks eine attraktive Lösung für dekarbonisierte, leistungsstarke Schwermobilität. Entdecken Sie die Herausforderungen, denen sich die Teams von Air Liquide und Faurecia bei der Entwicklung dieser Technologie gegenübersehen.

Air Liquide kombiniert seine Expertise mit der des globalen Automobilzulieferers Faurecia, einem Unternehmen der FORVIA-Gruppe, um die Entwicklung von flüssigem Wasserstoff im Schwermobilitätssektor zu beschleunigen. Das Ziel: die Dekarbonisierung schwerer Fahrzeugflotten bei gleichzeitiger Beibehaltung ihrer Reichweite dank Flüssigwasserstofftanks, einer hochgradig angepassten Technologielösung.

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Für Guillaume Petitpas, leitender Forschungs- und Entwicklungsingenieur und LH2-Spezialist bei Air Liquide: „Flüssiger Wasserstoff ist doppelt so dicht wie gasförmiger Wasserstoff und bietet daher die doppelte Kilometerleistung, ohne mehr Platz einzunehmen.“ Ein mit flüssigem Wasserstoff betriebener LKW hat daher eine größere Reichweite als sein gasförmiges Äquivalent, wodurch flüssiger Wasserstoff genauso bequem zu verwenden ist wie aktuelle Lösungen mit fossilen Brennstoffen. „Diese Lösung ist machbar, weil die zusätzlichen Kosten für die Kryotechnik durch Einsparungen bei den Logistikkosten der vorgelagerten Tankstellen ausgeglichen werden“, fügt Petitpas hinzu.

Faurecia ist der Ansicht, dass die derzeitige kryogene Tanktechnologie für flüssigen Wasserstoff tatsächlich auf die Automobilwelt ausgeweitet werden kann. „Wir kennen die Anforderungen dieses Sektors und sind gut aufgestellt, um sie zu erfüllen“, erklärt Julien Hergott, Forschungs- und Entwicklungsingenieur und Experte für thermodynamische Systeme bei Faurecia. „Ich möchte die Notwendigkeit einer äußerst effizienten Tankisolierung und eines Tankdesigns betonen, das eine kosteneffiziente Massenproduktion ermöglicht.“

Aufgrund seiner umfassenden Erfahrung mit Automobilherstellern kann Faurecia dies tuneine technische Lösung entwickeln, die ihren Bedürfnissen am besten entspricht . Für Air Liquide besteht die größte Herausforderung darineine vollständige Lieferkette für flüssigen Wasserstoff aufzubauen . „Dafür muss eine Schnittstelle zwischen den Stationen und den Fahrzeugen eingerichtet werden, um ein schnelles und sicheres Aufladen von Wasserstoff zu ermöglichen“, sagt Guillaume Petitpas. „Und parallel dazu müssen wir unsere Panzerentwicklung fortsetzen.“ Diese Vertriebslieferkette befindet sich derzeit im Prototypenstadium und wird bereits getestet. Es wird bereits im Jahr 2025 entwickelt und im Jahr 2027 eingesetzt, wenn die Panzer auf den Markt kommen.

„Bei Air Liquide sind wir natürlich stärker in die funktionale Demonstration der technologischen Lösung involviert“, betont Guillaume Petitpas, „während Faurecia die Produktentwicklung und -anwendung bereits in kürzerer Zeit vorwegnimmt. Aber für dieses Projekt haben wir das getan.“ ein gemeinsames Ziel, das unsere Fünfjahresagenda strukturiert.“ Die Mitarbeiter von Air Liquide arbeiten daran, die Lösung so schnell wie möglich bereitzustellen und bereitzustellen.

„Wir kamen in Einklang, indem wir gemeinsam die Roadmap für das Projekt entwarfen“, fügt Julien Hergott hinzu, „und dies ermöglichte es uns, Systemprioritäten zu identifizieren, wie zum Beispiel die Gestaltung der Aufhängung zwischen den beiden Tanks1, für die der Prototyp Anfang 2023 fertig sein wird.“ " Ein Erfolg, der durch die umfangreiche Erfahrung beider Gruppen in Projekten dieser Art ermöglicht wird, die umfangreiche F&E-Expertise, einen produktorientierten Innovationsansatz und die Mobilisierung von Ressourcen über mehrere Standorte hinweg erfordert.

Die Unterstützung der Kunden bei der Dekarbonisierung ihrer Flotten hat sowohl für Air Liquide als auch für Faurecia Priorität , die ein breites Spektrum an Ressourcen mobilisieren, um so schnell wie möglich die hochmodernen Flüssigwasserstofftanks zu entwickeln. Die Ingenieure von Faurecia sind auf Automobilstandards und -vorschriften, die Optimierung komplexer Systeme, Produktdesign und Herstellungsprozesse spezialisiert, um sicherzustellen, dass diese Technologie für den Mobilitätssektor genutzt werden kann. Ihre 3D-Simulationsteams visualisieren alle mechanischen, thermischen und flüssigen Aspekte. Parallel dazu bringen die Experten von Air Liquide ihr fundiertes Wissen über die Wasserstoffverflüssigung ein, einschließlich ihrer Beherrschung der spezifischen Codes und Standards für dieses Molekül und seine Wertschöpfungskette (Produktion, Lagerung, Vertrieb usw.), eine große Herausforderung für den erfolgreichen Einsatz einer Lieferkette für flüssigen Wasserstoff für schwere Fahrzeuge. Auch ihr im Rahmen des Ariane-Programms für Raketentanks entwickeltes Fachwissen zur Isolierung ist ein echter Gewinn.

sLH2 oder CcH2?

Die Speicherung von Wasserstoff in kryogener Form führt im Vergleich zur Speicherung bei Umgebungstemperatur zu einer Erhöhung der Dichte, was eine größere Speicherkapazität ermöglicht. Die größte Herausforderung der Technologie liegt in der thermischen Isolierung des Tanks, um die Temperatur der Flüssigkeit auf -253 °C zu halten. Eine Erhöhung der Temperatur würde zu einem Druckanstieg und einem daraus resultierenden Verlust von Molekülen führen, wenn das Fahrzeug geparkt wird für einen langen Zeitraum. Eine Möglichkeit, diese Verluste zu reduzieren, ist neben einer besseren Wärmedämmung die Erhöhung des Speicherdrucks. Zu den Lösungen hierfür gehören sLH2 (unterkühlter Wasserstoff mit einem Maximaldruck von etwa 20 bar), die derzeit die bevorzugte Lösung ist, und CcH2 (kryokomprimierter Wasserstoff mit einem Druck von bis zu 350 oder 400 bar). Während die zweite Lösung den Molekülverlust erheblich reduziert, indem sie einen extrem hohen Druck gewährleistet, ist sie teurer und dauert länger in der Entwicklung. Der sLH2 hingegen bietet einen guten Kompromiss in Bezug auf Leistung-Nutzung-Balance, Benutzerkosten und Markteinführungszeit.