Kältezäh, leicht und dicht
Auf Basis des neuen Polyamid 6 hat die Xperion Energy & Environment GmbH ein Erdgas-Tanksystem entwickelt, das ein deutscher Automobilhersteller künftig in Serie einsetzen will. (Foto: Lanxess)
Serienreif: Polyamid 6 für Inliner von Pkw-Erdgas-Hochdrucktanks
16.10.2012 / LANXESS hat ein neues Hightech-Polyamid 6 Durethan entwickelt, mit dem sich Tanks für Erdgas-betriebene Automobile leichter und kostengünstiger fertigen lassen. Der bei extremer Kälte superzähe Thermoplast ist für das Extrusionsblasformen von Inlinern für diese Hochdruckbehälter maßgeschneidert. Die Inliner werden mit Endlosfaser-verstärkten Duroplastsystemen umwickelt. „Das Resultat sind Kunststofftanks, die nur ein Viertel des Gewichts von reinen Stahltanks auf die Waage bringen, was das Pkw-Gesamtgewicht um bis zu sieben Prozent senkt. Daraus ergibt sich ein deutlich niedrigerer CO2-Ausstoß der Fahrzeuge, der ihr im Vergleich zu Benzin- und Diesel-Fahrzeugen viel günstigeres Emissionsverhalten noch einmal verbessert“, erklärte Maik Schulte, Experte für Polyamid-Tanks bei LANXESS. Auf Basis des neuen Werkstoffs hat die Xperion Energy & Environment GmbH, Kassel, ein Erdgas-Tanksystem entwickelt, das ein deutscher Automobilhersteller künftig in Serie einsetzen will.
Einfacher, energiegünstiger Fertigungsprozess
Die Kosteneinsparungen in der Fertigung beruhen u. a. darauf, dass das Blasformen des Polyamid-Liners in einem einstufigen Prozess erfolgt, der deutlich weniger Energie verbraucht als die Verarbeitung von Stahlblech oder Aluminium. Außerdem sind Funktionen wie etwa die Ventilaufnahme direkt in das Bauteil integrierbar. Dagegen sind die Umform- und Schweißschritte bei der Herstellung von Stahl- oder Aluminiumtanks kostenintensiv.
Deutlich besseres Barriereverhalten als HDPE und POM
Anlass zur Entwicklung des neuen Materials waren Untersuchungen bei LANXESS zum Barriereverhalten verschiedener Polyamid 6- und 66-Typen gegenüber Erdgas. Dabei zeigte sich, dass diese Werkstoffe um den Faktor 100 undurchlässiger für Erdgas sind als High Density-Polyethylen (HDPE). Gegenüber Polyoxymethylen (POM) ist die Sperrwirkung rund zehnmal höher. Messungen ergaben, dass selbst nach sechs Monaten Versuchsdauer keine nachweisbaren Mengen an Erdgas durch drei Millimeter dicke Polyamid-Prüfplatten hindurchdringen.
Bruchsicher bei eisigen Temperaturen
„Unser neues Material ist in seiner exzellenten Barrierewirkung gegen Erdgas mit seinen Polyamid-Geschwistern vergleichbar. Zusätzlich bringt es noch eine sehr hohe Kältezähigkeit und Dehnfähigkeit mit, so dass die Composite-Druckbehälter auch bei -40 °C sicher betrieben und betankt werden können“, so Schulte.
Norm-Prüfungen bestanden
Der mit Xperion serienreif entwickelte Erdgas-Hochdrucktank hat alle Prüfungen bestanden, die die europäische Fahrzeugnorm ECE R110 für Antriebssysteme mit komprimiertem Erdgas vorsieht. Dazu zählen u. a. Druckpulsationstests mit mehr als 50.000 Lastwechseln und Falltests aus 1,8 Meter Höhe.
Erdgas als Treibstoff im Trend
Erdgas wird als Treibstoff vor allem wegen seines im Vergleich zu Super, Benzin und Diesel günstigeren Preises und seiner Umweltfreundlichkeit immer beliebter. Zum Beispiel stoßen Erdgasfahrzeuge rund 25 Prozent weniger CO2 aus als ihre Benzinpendants. Die CO2-Bilanz fällt noch deutlich besser aus, wenn dem Erdgas Biogas aus regenerativen Quellen zugemischt wird. Wegen des hohen Energiegehaltes und des günstigen Preises ist die Reichweite mit Erdgas bezogen auf einen bestimmten Ausgabenbetrag für das Tanken deutlich größer – im Vergleich zu Superbenzin in etwa um das Doppelte. Auch gegenüber Autogas (LPG, Liquefied Petroleum Gas), mit dem es oft verwechselt wird, hat Erdgas aufgrund seines deutlich höheren Energieinhaltes klare Vorteile.
