Die zukünftige Wasserstoffwirtschaft erfordert Gasbarrierelösungen für neue Herausforderungen, wie beispielsweise die Verhinderung von Permeationverlusten aus polymeren Tank- und Rohrleitungsmaterialien oder den Schutz empfindlicher Bauteile vor Wasserstoffkorrosion. Der Gasverlust ist insbesondere als kritisch zu betrachten, da Wasserstoff einerseits ein äußerst wertvolles Gut ist, andererseits aber auch als indirektes Treibhausgas wirken kann. Hinzu kommt, dass sich aus dem Umgang mit Wasserstoff sicherheitsrelevante Fragestellungen ergeben. Bei der Umsetzung einer Wasserstoffwirtschaft sind daher hocheffiziente Wasserstoffbarrieren mit komplexen Anforderungsprofilen erforderlich, die den Gasverlust verhindern. Dies betrifft die gesamte Wertschöpfungskette, von der Produktion über die Speicherung, den Transport bis hin zur Verteilung des Gases.
Im Rahmen von Untersuchungen des Fachbereichs „Barriere- und Präzisionsschichten“ des IOM wurde der Aspekt der Permeationsverluste erforscht und die Ergebnisse nun publiziert. Zu diesem Zweck wurden zunächst mittels UV-Photokonversion keramische SiOx-Barriereschichten auf PET-Folie aufgebracht und Laminate solcher Schichten hergestellt. Anschließend wurden Wasserstoffpermeationsmessungen an den Proben durchgeführt, wobei sowohl der ungedehnte als auch der uniaxial gedehnte Zustand berücksichtigt wurde. Die Ergebnisse der Untersuchungen belegen, dass mit den untersuchten Schichten und Laminaten eine hohe Wasserstoffbarrierewirkung erzielt werden kann. Darüber hinaus weisen die laminierten Barriereschichten im Vergleich zu den Einzelbarriereschichten eine höhere mechanische Stabilität gegenüber uniaxialer Verspannung auf.
Der frei zugängliche Artikel ist im „International Journal of Hydrogen Energy“ erschienen:
P.C. With, T. Pröhl, J.W. Gerlach, A. Prager, A. Konrad, F. Arena, U. Helmstedt
Hydrogen permeation through uniaxially strained SiOx barrier thin films photochemically prepared on PET foil substrates
Int. J. Hydrogen Energy 81 (2024) 405-410
https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2024.07.249