Grüner Wasserstoff ist einer der vielversprechendsten Energieträger der Zukunft. Bisher ist seine Produktion jedoch mit hohen Kosten und geringer Effizienz verbunden. Das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) und drei weitere Partner forschen im Projekt „Additive Fertigung multimaterieller Komponenten zur nachhaltigen Energiewandlung“ (AM2H2) an Lösungen, um die Wasserstoffgewinnung sowohl für den Mobilitätssektor als auch für die dezentrale Energieversorgung attraktiver zu machen. Die Hochschule Hannover (HsH), die Leibniz Universität Hannover (LUH), das Clausthaler Zentrum für Materialtechnik (CZM) und das LZH haben sich mit diesem Ziel in einem Innovationsverbund zusammengeschlossen.
Multimaterialdesign für eine nachhaltige Zukunft
Im Rahmen des Projekts AM2H2 entwickeln Forscher:innen neuartige Multi-Material-Ammoniakspalter. Ziel ist es, die Produktivität der Wasserstoffgewinnung zu steigern. Die Spalter müssen dabei extremen Bedingungen wie Temperaturen von bis zu 800 °C standhalten.
Mittels additiver Fertigungsverfahren soll ein Wasserstoff-Reformer entstehen, der aus einer speziellen Kombination aus metallischen und keramischen Materialien besteht. Diese maßgeschneiderte Werkstoffkombination ist notwendig, damit das Bauteil den großen Temperaturunterschieden im Reformer, verursacht durch die hohen Reaktionstemperaturen, standhalten kann.
Ein weiterer Aspekt von AM2H2 ist die Entwicklung eines flexiblen Prozesskopfes. Dieser ermöglicht die additive Verarbeitung sowohl pulver- als auch drahtförmiger Werkstoffe. Die Entwicklung von funktional-gradienten Werkstoffen (FGM) könnte einen graduellen Übergang zwischen unterschiedlichen Materialien ermöglichen.
Durch den Einsatz additiver Fertigungsverfahren soll die Herstellung effizienterer und kompakterer Reformer erfolgen, um die Attraktivität der Wasserstoffproduktion als nachhaltige Energietechnologie zu erhöhen.
Zusammenarbeit im Forschungsprojekt AM2H2
Im Rahmen von AM2H2 führt das CZM die Werkstoffentwicklung, -untersuchung sowie die Erprobung und Charakterisierung der Werkstoffe und Komponenten durch. Das LZH ist im Teilvorhaben „Laserbasierte Additive Fertigung von H2-Komponenten“ für die Prozessentwicklung für die Additive Multimaterial-Fertigung mittels Laserauftragschweißen verantwortlich, während die HsH den Prozesskopf konzipiert und fertigt. Das Institut für Produktentwicklung und Gerätebau (IPeG) der LUH übernimmt die Simulationen, die Konstruktion und das Design des Systemdemonstrators sowie die additive Multimaterial-Fertigung mittels Pulverbettverfahren.
