Wasserstoff spielt eine Schlüsselrolle in der Dekarbonisierung industrieller und mobiler Anwendungen. Die Hydac entwickelt hierfür präzise Ventillösungen für Brennstoffzellen und H₂-Motoren, von der Multiphysik-Simulation bis zur Validierung. Dieser Beitrag beschreibt den Entwicklungsprozess von Wasserstoffventilen, insbesondere von Proportionalwegesitzventilen. Ein Schwerpunkt liegt dabei auf präziser Druckregelung und Massenstromkontrolle unter komplexen
thermodynamischen Bedingungen.
Wasserstoff als Energieträger nimmt zur Dekarbonisierung der Sektoren Industrie, Handel/Dienstleitung/Gewerbe, Verkehr und Haushalte eine immer zentralere Rolle ein. Durch die Nutzung von erneuerbaren Energien, wie bspw. Solar- und Windkraft, kann aus Wasser mittels Elektrolyse Wasserstoff (H2) klimaneutral hergestellt werden. Dadurch ist es möglich, den Strom aus erneuerbaren Energien zu speichern, zu transportieren und für verschiedene Anwendungen nutzbar zu machen. Zusätzlich hat Wasserstoff eine signifikante Bedeutsamkeit in Sektoren, in denen die direkte Nutzung von regenerativ erzeugtem Strom aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen nicht möglich ist. Diese sind bspw. die Luft- und Schifffahrt, Eisen- und Stahlindustrie, landwirtschaftliche und industrielle Nutzfahrzeuge sowie die Grundstoffchemie.
Zwei Möglichkeiten zur Umwandlung der chemischen Energie von Wasserstoff in elektrische, thermische oder mechanische Energie bieten heute die Brennstoffzelle und der H2-Motor. Brennstoffzellen wandeln Wasserstoff in Elektrizität um, während Wasserstoffmotoren Wasserstoff verbrennen. Wasserstoffmotoren können als Hubkolben- oder Rotationskolben-Verbrennungsmotor ausgeführt werden. Der Wirkungsgrad des Wasserstoffmotors liegt zwischen dem des konventionellen, mit Benzin betriebenen Ottomotors und dem des Dieselmotors. Brennstoffzellen und H2-Motoren werden heute in mobilen als auch stationären Anwendungen eingesetzt.
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Quelle: Hydac
