Freudenberg Sealing
Freudenberg Sealing Technologies identifiziert Dichtungstechnologie als Schlüssel zur sicheren und effizienten Brennstoffzellenanwendung
Die Brennstoffzellentechnologie gilt als Schlüsselkomponente für eine nachhaltige, emissionsfreie Mobilität. Insbesondere im Schwerlastverkehr, bei Nutzfahrzeugen sowie in maritimen Anwendungen bietet der Wasserstoffantrieb deutliche Vorteile gegenüber batterieelektrischen Lösungen. Voraussetzung für eine breite Markteinführung sind jedoch technisch ausgereifte Systeme – und hier spielen die Dichtungskomponenten eine zentrale Rolle. Freudenberg Sealing Technologies adressiert die komplexen Anforderungen mit umfassender Werkstoffkompetenz und anwendungsspezifischen Lösungen.
Wasserstoff stellt die Dichtungstechnik vor neue Herausforderungen
Die physikalischen Eigenschaften von Wasserstoff erfordern eine grundlegend andere Betrachtung der Dichtungsauslegung als herkömmliche Energieträger. Aufgrund seiner geringen Molekülgröße neigt Wasserstoff zur Diffusion durch viele Materialien, was eine besonders gasdichte Auslegung der Dichtsysteme unabdingbar macht. Gleichzeitig wirken auf die Dichtungen hohe Drücke bis zu 700 bar im Wasserstoffspeicher sowie große Temperaturschwankungen, die von -40 °C im Kaltstart bis zu über 120 °C im Betrieb reichen.
Dichtungen in Fahrzeugen mit Wasserstoff-Antrieb: Herausforderungen in vielen Bereichen erfordern Forschung an neuen Materialien
Freudenberg Sealing
Freudenberg Sealing Technologies hat sich auf diese extremen Anforderungen eingestellt. Zum Einsatz kommen speziell entwickelte Hochleistungswerkstoffe wie Fluorkautschuke (FKM), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuke (EPDM) und perfluorierte Elastomere (FFKM). Diese Werkstoffe bieten eine optimierte Permeationsbarriere, hohe chemische Beständigkeit und mechanische Stabilität. In Kombination mit maßgeschneiderten Thermoplast-Verbundsystemen gewährleisten die Lösungen eine sichere Abdichtung sowohl im Brennstoffzellen-Stack als auch in den Wasserstoff-Leitungssystemen und den Speichereinheiten.
Hydrogen Embrittlement – effektive Schutzstrategien
Ein weiteres zentrales Thema ist die Wasserstoffversprödung metallischer Bauteile, die als Hydrogen Embrittlement bekannt ist. Freudenberg Sealing Technologies begegnet diesem Risiko mit diffusionsdichten Beschichtungen und polymerbasierten Dichtsystemen, die den Wasserstoffzutritt zu metallischen Komponenten wirksam verhindern. Damit wird die strukturelle Integrität der betroffenen Bauteile auch unter dynamischen Lastwechseln dauerhaft erhalten.
Validierte Dichtheit nach höchsten Standards
Für die Sicherheit und Effizienz von Brennstoffzellensystemen ist absolute Gasdichtheit essenziell. Freudenberg Sealing Technologies unterzieht sämtliche Dichtsysteme umfassenden Prüfungen. Dazu zählen Helium-Lecktests, Wasserstoffdiffusionstests unter realen Betriebsbedingungen sowie Messungen mit hochsensiblen Massenspektrometern. Die Ergebnisse bestätigen Leckageraten im Bereich weniger parts per million (ppm), stabil über den gesamten Lebenszyklus der Komponente. Alle Systeme erfüllen die einschlägigen Normen, darunter ISO 14687 und SAE J2601.
Beständigkeit gegenüber aggressiven Medien und Temperaturwechseln
Brennstoffzellenfahrzeuge sind neben Wasserstoff weiteren Betriebsstoffen ausgesetzt, beispielsweise ionischen Kühlmitteln und Reaktionsprodukten wie Wasserdampf und sauren Kondensaten. Die Dichtmaterialien müssen deshalb ein breites Spektrum an chemischer Resistenz aufweisen. Freudenberg Sealing Technologies entwickelt hierfür eigens formulierte Mischungen, die in umfangreichen Medienbeständigkeitsprüfungen validiert werden. Die Elastomere sind für Temperaturbereiche von -50 °C bis +150 °C ausgelegt und bleiben auch unter Dauerbelastung form- und funktionsstabil.
Skalierbare und automatisierte Fertigung für den Serienhochlauf
Ein entscheidender Faktor für die Industrialisierung der Wasserstoffmobilität ist die wirtschaftliche Serienfertigung leistungsfähiger Dichtungssysteme. Freudenberg Sealing Technologies setzt auf hochautomatisierte Prozesse, einschließlich Spritzgießtechnologien, In-Mold-Labeling und Inline-Messsystemen zur Echtzeit-Qualitätskontrolle. Mehrkomponentensysteme, die Elastomere und Thermoplaste in einem Fertigungsschritt vereinen, sorgen für zusätzliche Effizienz und Bauteilintegration.
Serienfertigung auf höchstem Niveau: Seit jeher eine der Kernkompetenzen von Freudenberg Sealing Technologies
Freudenberg Sealing
Der Co-Design-Ansatz von Freudenberg Sealing Technologies ermöglicht eine enge Zusammenarbeit mit den Kunden bereits in der frühen Entwicklungsphase. Dichtung und Bauteil werden als funktionale Einheit konzipiert. Dies reduziert Schnittstellen, minimiert Bauraum und erhöht die Prozesssicherheit in der späteren Montage.
Langlebigkeit und reduzierte Wartung – Beitrag zur Wirtschaftlichkeit
Ein wesentlicher Aspekt bei der Entwicklung von Dichtungssystemen für Wasserstoffanwendungen ist die Lebensdauer. Freudenberg Sealing Technologies führt umfangreiche Alterungstests und Lebensdauersimulationen durch, um die Stabilität der eingesetzten Werkstoffe unter realen Bedingungen zu verifizieren. Längere Wartungsintervalle und eine signifikant verlängerte Lebensdauer der Dichtungssysteme tragen zur Reduzierung der Total Cost of Ownership bei. Damit leisten die Dichtungen einen direkten Beitrag zur Wirtschaftlichkeit wasserstoffbasierter Antriebssysteme.
Nachhaltigkeit und Recyclingfähigkeit der eingesetzten Materialien
Neben den technischen Anforderungen rücken Aspekte der Nachhaltigkeit zunehmend in den Fokus. Freudenberg Sealing Technologies entwickelt Materialien und Fertigungsprozesse, die ressourcenschonend sind und den ökologischen Fußabdruck minimieren. Dazu gehört der Einsatz von recyclingfähigen Elastomeren sowie die Optimierung der Prozessketten zur Reduktion von CO₂-Emissionen. Zudem wird die späteren Recyclingfähigkeit der Produkte bei der Materialauswahl berücksichtigt.
Sicherheitsaspekte und internationale Normenkonformität
Die sichere Handhabung von Wasserstoff stellt hohe Anforderungen an sämtliche Systemkomponenten. Freudenberg Sealing Technologies entwickelt Dichtungssysteme, die denmaßgeblichen internationalen Sicherheitsstandards entsprechen – beispielsweise die Regularien der EC79/2009 für Wasserstofffahrzeuge oder ATEX-Richtlinien für explosionsgefährdete Bereiche. Durch eine systematische Risikoanalyse und die Integration zusätzlicher Sicherheitsmechanismen, wie Leckagedetektionssystemen, wird ein Höchstmaß an Betriebssicherheit gewährleistet.
Fazit
Die Anforderungen an Dichtungssysteme in Wasserstoffanwendungen sind hoch und vielfältig. Freudenberg Sealing Technologies stellt sich diesen Herausforderungen mit maßgeschneiderten Werkstofflösungen, validierten Fertigungsprozessen und umfassender Anwendungserfahrung. Langlebigkeit, Sicherheit, Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit stehen dabei gleichermaßen im Fokus. Darüber hinaus entwickelt Freudenberg Sealing Technologies Dichtungslösungen nicht nur für Fahrzeuge, sondern entlang der gesamten Wasserstoff-Wertschöpfungskette – von der Erzeugung über die Speicherung bis zur Verteilung. Das Unternehmen leistet damit einen wichtigen Beitrag zur sicheren und effizienten Nutzung von Wasserstoff als Energieträger in der Mobilität von morgen.