18.10.2012

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Lanxess: PA 6 für Inliner von Pkw-Erdgas-Hochdrucktanks serienreif

Lanxess hat ein neues Hightech-Polyamid 6 Durethan entwickelt, mit dem sich Tanks für Erdgas-betriebene Automobile leichter und kostengünstiger fertigen lassen sollen. Der bei extremer Kälte superzähe Thermoplast sei für das Extrusionsblasformen von Inlinern für diese Hochdruckbehälter maßgeschneidert. Die Inliner werden mit Endlosfaser-verstärkten Duroplastsystemen umwickelt.

Gewichtseinsparung von bis zu sieben Prozent pro Fahrzeug
"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 habe 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 verbrauche als die Verarbeitung von Stahlblech oder Aluminium. Außerdem sind Funktionen wie etwa die Ventilaufnahme direkt in das Bauteil integrierbar. Dagegen seien 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 habe sich gezeigt, dass diese Werkstoffe um den Faktor 100 undurchlässiger für Erdgas sind als High Density-Polyethylen (HDPE). Gegenüber Polyoxymethylen (POM) sei die Sperrwirkung rund zehnmal höher. Messungen hätten ergaben, dass selbst nach sechs Monaten Versuchsdauer keine nachweisbaren Mengen an Erdgas durch drei Millimeter dicke Polyamid-Prüfplatten hindurch dringen.

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 habe 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 sei als Treibstoff vor allem wegen seines im Vergleich zu Super, Benzin und Diesel günstigeren Preises und seiner Umweltfreundlichkeit hoch interessant. Zum Beispiel sollen Erdgasfahrzeuge rund 25 Prozent weniger CO2 ausstoßen als ihre Benzinpendants. Die CO2-Bilanz falle noch deutlich besser aus, wenn dem Erdgas Biogas aus regenerativen Quellen zugemischt werde. Wegen des hohen Energiegehaltes und des günstigen Preises sei 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 werde, habe Erdgas aufgrund seines deutlich höheren Energieinhaltes klare Vorteile.