Dichtungen für Wasserstoffanwendungen

Dichtungen für Wasserstoffanwendungen – Werkstofftechnische und konstruktive Herausforderungen

Wasserstoff etabliert sich zunehmend als Schlüsselkomponente in einer dekarbonisierten Energieinfrastruktur. Gleichzeitig stellt er extreme Anforderungen an die Dichtungstechnik – insbesondere hinsichtlich Werkstoffauswahl und Systemdesign.

🔍 Technische Herausforderung:

Aufgrund seiner geringen Molekülgröße (0,289 nm) diffundiert Wasserstoff selbst durch viele dichtungstechnische Werkstoffe hindurch – insbesondere durch elastomere Materialien. Gleichzeitig treten in Anwendungen wie Brennstoffzellen, Tankstellen oder Kompressoren Drücke bis zu 700 bar und extreme Temperaturwechsel auf (z. B. Kryobereich bei LH₂).

🧩 Anforderungen an Dichtsysteme für H₂:
✅ Niedrige Permeabilität(Gasdurchlässigkeit eines Werkstoffs gegenüber Wasserstoffmolekülen) – insbesondere unter Druckgradienten
✅ Thermische Zyklusstabilität – Widerstand gegen Versprödung bei Kaltstart und hohen Betriebstemperaturen
✅ Chemische Resistenz gegenüber molekularem Wasserstoff
✅ Vermeidung von Wasserstoffversprödung bei metallischen Dichtungskomponenten
✅ Eignung für dynamisch beanspruchte Systeme (z. B. in Kompressoren, Ventilen)

🔬 Werkstoffe der Wahl:

Elastomere wie FKM, peroxidisch vernetztes EPDM, hochgefüllte PTFE-Compounds, sowie metallisch-elastomere Verbundsysteme. Werkstoffe werden zunehmend nach ISO 14687, SAE J2578 oder EC79/2009 qualifiziert.

📢 Hinweis für Entwickler:innen:

Eine frühzeitige Integration der Dichtungsauslegung in das Gesamtsystemdesign ist entscheidend – insbesondere bei sicherheitskritischen Anwendungen im Hochdruckbereich oder in Brennstoffzellenmodulen.