Projekt H2GA: Übertragung automobiler Wasser­stofftechnolo­gien in die Allgemeine Luftfahrt

Im Vorhaben "Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie als hybrid-elektrischer Antrieb im Demonstrator Antares E2" (H2GA) wollen die Lange Research Aircraft GmbH, das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik (ILK) der TU Dresden und das Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie die Technologien der Automobilbranche zur Wasserstoffspeicherung und -umwandlung in der allgemeinen Luftfahrt einsetzen. Die in der Automobilbranche etablierten Technologien werden für Luftfahrtbedingungen unter Nutzung von Synergien bereits durchgeführter Forschung- und Entwicklungsarbeiten- adaptiert. Der Fokus ist dabei auf bauraumangepasste Wasserstoffdruckspeicher sowie hocheffiziente Brennstoffzellen gerichtet, um das mit Methanol-Reformer-Brennstoffzelle angetriebene Flugzeug Antares E2 auf einen Wasserstoff-Brennstoffzellen-Antrieb umzurüsten.

Obwohl Wasserstoff im Vergleich zu Kerosin eine sehr hohe gewichtsbezogene Energiedichte aufweist, stellt seine geringe volumetrische Energiedichte eine Herausforderung für eine Integration entsprechender Speichersysteme in aktuelle Flugzeugkonzepte dar. Um eine möglichst große Menge gasförmigen Wasserstoffs im Flugzeug mitführen zu können, muss er unter Druck von 700 bar in Tanks aus Faser-Kunststoff-Verbund transportiert werden. Zur Integration dieser Drucktanks bieten sich zwei der vier Außenlastbehälter unter den Tragflügeln an. Da sie allerdings beim Flug einen zusätzlichen Luftwiderstand verursachen, müssen sie in einer aerodynamischen Form konstruiert werden. Der mit dieser Konstruktion entstehende Bauraum für die Wasserstoffdrucktanks lässt sich jedoch nicht von den beim aktuellen Stand der Technik vorherrschenden, zylindrischen Drucktanks voll ausnutzen. Das ILK wird im Rahmen des Projekts H2GA daher eine neue Generation ellipsoider Drucktanks erforschen, um eine höhere Ausnutzung des vorhandenen Bauraums zu ermöglichen und damit die für den Flug zur Verfügung stehende Wasserstoffmenge zu maximieren. Hierbei entstehen weitere Fragestellungen mit Forschungsschwerpunkten im Bereich der Auslegung und Fertigung von Wasserstoffdrucktanks sowie der Sicherheitsbetrachtung des Gesamtsystems.

Das Projekt H2GA wird im Rahmen des Nationalen Innovationsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie mit insgesamt 4.186.128 Euro durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr gefördert. Die Förderrichtlinie wird von der NOW GmbH koordiniert und durch den Projektträger Jülich (PtJ) umgesetzt.

Mehr Informationen zum Projekt finden Sie unter https://www.now-gmbh.de/projektfinder/h2ga/.