Forschungsarbeit der TH Köln in Zusammenarbeit mit Robert Bosch GmbH veröffentlicht

In einem Peer-Review Verfahren wurde das Paper „Investigation of the Pressure Dependent Hydrogen Solubility in a Martensitic Stainless Steel Using a Thermal Agile Tubular Autoclave and Thermal Desorption Spectroscopy“ im MDPI Metals publiziert.

 Im Rahmen einer Forschungsarbeit zwischen der Fakultät für Anlagen, Energie- und Maschinensysteme der TH Köln und der Robert Bosch GmbH entstand das Paper  „Investigation of the Pressure Dependent Hydrogen Solubility in a Martensitic Stainless Steel Using a Thermal Agile Tubular Autoclave and Thermal Desorption Spectroscopy“. Es wurde von Frau Dr. Vanessa Quiroz, Herrn Dr. Patrick Fayek, Herrn Sebastian Esser und Herrn Dr. Chong Dae Kim verfasst.

Die Autoren danken Dr. Michael Hirscher (Max-Planck-Institut für Intelligente Systeme) und Professor Dr. W. Langenbahn (Dekan der Fakultät für Anlagen, Energie- und Maschinensysteme) für deren Ratschläge und Unterstützung.

Wasserstoff gilt als das Öl von Morgen. Sofern dieser CO2-neutral erzeugt wird, könnte Wasserstoff tatsächlich das Potenzial haben, den Verkehrssektor zu revolutionieren. Strukturbauteile aus Stahl oder anderen Metallen, die mit Wasserstoff in Kontakt kommen, können jedoch eine Degradation der mechanischen Eigenschaften aufweisen. Dies wird als Wasserstoffversprödung bezeichnet.
Unter anderem kann diese Degradation vom Wasserstoffdruck und auch vom bereits im Material gelösten Wasserstoff abhängig sein.
Die in der Veröffentlichung vorgestellte Methodik beinhaltet die  Verwendung eines agilen, rohrförmigen Autoklaven in Kombination mit einem kryogenen Transportbehälter zur Konservierung der Wasserstoff-Beladungszustände und einer Wasserstoffanalytik auf Basis der thermischen Desorptionsspektroskopie (TDS). Der rohrförmige Autoklave bietet aufgrund seiner Agilität deutliche Vorteile gegenüber konventionellen „trägen“ Autoklaven und ermöglicht so die exakte Untersuchung des Diffusions- und Sättigungsverhaltens von Wasserstoff in Stählen. Mit Hilfe dieser Erkenntnisse können Materialprüfungen unter Berücksichtigung realer Wasserstoffvorkonditionierungen durchgeführt werden. Die so abgeleiteten Materialmodelle sind eine wichtige Voraussetzung für ein sicheres Design und eine zuverlässige Auslegung von wasserstoffführenden Komponenten.

Februar 2021

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