Verbundvorhaben: DSDS-H2 - Direkte Implementierung von smarten Sensoren für das Structural-Health-Monitoring von duroplastischen H2-Drucktanks; Teilvorhaben: Entwicklung und Optimierung eines funktionsintegrierten Wasserstoffdrucktanks mit Zustandsüberwachung durch gedruckte und faseroptische Sensoren

Abstract

Im Verbundvorhaben wurde die Funktionalisierung von innenverstärkten Wasserstoffdruckbehältern mit verschiedenen Dehnungssensoren basierend auf gedruckter Elektronik sowie auf Faseroptik. Das von BaltiCo bearbeitete Thema umfasste die Optimierung des Herstellungsprozesses für die Druckbehälter mit Rücksicht auf die Integration der Sensoren. Hierzu wurden sowohl Materialanpassungen beim Reaktionsharz vorgenommen als auch die Fertigungsvorrichtungen überarbeitet. Ein weiteres wichtiges Thema war die Untersuchung der Auswirkungen der Sensoren auf die Laminateigenschaften und die Beurteilung und Interpretation der Messergebnisse. Hierfür wurden zunächst Stab- und Ringproben aus carbonfaserverstärktem Kunststoff gefertigt und mittels Sensorfasern funktionalisiert. Anhand der Messergebnisse konnten verschiedene Phänomene der Wechselwirkung zwischen Sensorfaser und CFK-Laminat beobachtet und interpretiert werden. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse wurde ein Demonstrator-Drucktank mit integrierten Sensoren hergestellt und im elastischen Verformungsbereich getestet. Als Projektergebnis ist die Integration von Dehnungssensoren in die innenverstärkten Wasserstoffdruckbehälter als sinnvoll und gut in den Herstellungsprozess implementierbar zu bewerten. Darüber hinaus kann die Technologie mit den gewonnenen Erkenntnissen auch auf andere Anwendungen im Bereich der Wickel- und Stablegetechnologie übertragen werden.