Wasserstoffbarrieren aus Glas

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Joachim Deubener; Dr. Ralf Müller
• Fachliche Zuordnung: Thermodynamik und Kinetik sowie Eigenschaften der Phasen und Gefüge von Werkstoffen
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 192281186

Zur verlustarmen Wasserstoff-Hochdruckspeicherung in Mikrokapillaren aus Glas, z.B. zur Stromerzeugung für mobile elektronische Geräte und für netzferne Systeme, werden chemisch beständige und gut verarbeitbare Gläser sehr niedriger H2-Permeabilität (< 10-20 mol s-1 Pa-1 m-1 bei 200°C) benötigt. Für die Entwicklung derartiger Gläser fehlt jedoch eine wissensbasierte Korrelation zwischen Glasstrukturparametern und H2-Permeabilität. Im ersten Projektabschnitt wurde deutlich, dass die H2-Permeabilität von Silicatgläsern sowohl durch das molekulare Volumen als auch durch die Netzwerkarchitektur bestimmt wird. Daher sollen im zweiten Projektabschnitt glastechnische Verfahren zur Verringerung der atomaren Packungsdichte von Gläsern gegebener Netzwerk-architektur (chemisches Härten, Kühlen und Ar-Druckbeladung) untersucht werden, die eine unab-hängige Steuerung des Wandlervolumens (Alkaliaustausch), Netzwerkvolumens (fiktive Temperatur) sowie des für Wasserstoff zugänglichen Volumens (Mischgaseffekt) erlauben. Diese Einflussgrößen sind in der Literatur nicht beschrieben und lassen einen hohen Erkenntnisgewinn erwarten. Dieses "Neuland" kann beschritten werden, da im ersten Abschnitt mit der Pulvermethode ein geeignetes Verfahren zur Messung geringster H2-Permeabilitäten entwickelt wurde. Die Ergebnisse sollen im Rahmen aktueller Strukturmodelle diskutiert werden und einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung von effizienten H2-Speichern oder H2-Sperrschichten aus Glas leisten.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen