Innovative Lösungen für die Wasserstoffversorgung

Ein zuverlässiger Wasserstoffdurchfluss (H2) ist in Hochdruck-Speicher-Anwendungen, wie beispielsweise in einem Nutzfahrzeug oder einer Tankstelle, für kurze Betankungszeiten unerlässlich. Das deutsche Familienunternehmen Poppe + Potthoff (P+P) bietet mit seinem TOPAQ Wasserstoffverteilsystem eine modulare Systemlösung, welche einen sicheren und effizienten Wasserstoffdurchfluss vom Tank zur Brennstoffzelle oder zum Wasserstoffmotor ermöglicht. Teil dieser Systemlösung sind die von P+P entwickelten Tankventile, welche nun die erforderlichen Prüfungen nach Prüfungsnorm R134.01 mit einigen Erweiterungsprüfungen nach HGV3.1 erfolgreich abgeschlossen haben.

Werther, Deutschland, 12. September 2024 – Das On Tank Valve (OTV) kann an einzelnen Tankflaschen montiert werden. Über ein Verteiler-Rail (Parallel Charging Unit (PCU) oder auch Manifold genannt) lassen sich mehrere Tanks parallel befüllen. Je nach Systemauslegung kann so mit 350 bar oder 700 bar betankt werden. Die innovative Strömungsführung des Wasserstoffs durch das OTV ermöglicht zusammen mit Durchflussraten, die beim Tanken Kv-Werte > 0,28 erreichen, kurze Betankungszeiten. Durch eine optimierte H₂-Einströmung in den Tank werden darüber hinaus Hotspots innerhalb der Tankflaschen verhindert.

Kurze Betankungszeiten im Betrieb und schnelle Entgasung im Brandfall

In der Entwicklung wurde das OTV auf ein Gewicht unter 1400 g bei einem Durchmesser von 160 mm, einschließlich Magnetventil, optimiert. Das verbaute Magnetventil ist ‚normally closed‘, sodass die Tanks bei Nichtanliegen eines elektrischen Stroms druckdicht geschlossen sind. Die Kabelausgänge liegen gebündelt an einer Seite, was eine leichte Montage und Positionierung ermöglicht. Der modulare Aufbau erlaubt eine einfache Integration verschiedener Funktionalitäten nach Kundenwunsch. Das OTV besitzt einen zentralen Anschluss für Befüllung und Entnahme, sowie einen optionalen Anschluss für z.B. einen Drucksensor.

Das Thermal Pressure Relief Device (TPRD) ermöglicht im Brandfall eine schnelle, räumlich gezielte Entgasung und verhindert dabei ein unkontrolliertes Austreten des Wasserstoffs aus den Tanks. Über eine standardisierte Schnittstelle lässt sich das Bauteil in verschiedenen Ventilvarianten montieren: verbaut in einem OTV, als End Plug- und als Remote TPRD. Während sich das OTV am vorderen und das End Plug TPRD am hinteren Ende der Tankflasche befinden, wird das Remote TPRD seitlich an den Tanks angebracht. Auf diese Weise ist permanent sichergestellt, dass bei einem Überschreiten der Aktivierungstemperatur die TPRDs auslösen und das Tanksystem sicher entleert wird.

Verlässliche und effiziente Wasserstoffversorgung durch TOPAQ Systemlösung

Über die Produktebene hinausgehend bietet P+P mit TOPAQ eine Lösung auf Systemebene. Dabei nutzt das Unternehmen seine Material-, Entwicklungs- und Fertigungsexpertise, um sämtliche TOPAQ Kernkomponenten selbständig zu entwickeln und zu fertigen. Neben Tankventilen umfasst dies H₂-Leitungen, Verteiler-Rails, High Pressure Regulation Units (HPRU) und Rails für H₂-Einspritzsysteme am H₂-Motor. Die validierten P+P Schnittstellen erlauben hierbei bis zu 25 Montagewiederholungen ohne Leckagen. Durch seine Modularität ermöglicht TOPAQ anwendungsoptimierte Systemarchitekturen für den Einsatz im mobilen und im industriellen Bereich.