Interview „Die klimaneutrale Technologie Wasserstoff weiterentwickeln“

Interview Serie "Kurz vorgestellt: Menschen@BAM"
Carolin Bach, Fachbereich Polymere Verbundwerkstoffe und Bartosz Popiela, Fachbereich Sicherheit von Gasspeichern

Carolin Bach und Bartosz Popiela forschen im Graduiertenkolleg „Trustworthy Hydrogen“, das die BAM und die BTU Cottbus-Senftenberg 2023 gestartet haben. Das in seiner Art in Deutschland bisher einzigartige Graduiertenkolleg soll Nachwuchswissenschaftler*innen für die künftige Wasserstoffwirtschaft in Deutschland und Europa qualifizieren. Mit einer Summerschool startet das Graduiertenkolleg in die zweite Halbzeit seines ersten akademischen Jahres.

Wie sind eure Erfahrungen nach gut einem halben Jahr Graduiertenkolleg?

Carolin: Ich habe mich sehr gut in mein für mich anfänglich noch neues Thema, den Qualifizierungsstrategien für H2-Druckbehälter aus Faser-Kunststoff-Verbunden, einarbeiten können. Die Vernetzung zur BTU hat es mir dabei problemlos ermöglicht, remote an Vorlesungen der BTU zu dieser Thematik teilnehmen zu können. Neben der sehr guten fachlichen Betreuung seitens der BAM hatte ich somit die Möglichkeit, mir ein gutes Grundlagenwissen für meine weitere Forschungsarbeit anzueignen.

Bartosz: Auch meine Erfahrungen sind bisher sehr gut! Die Einbettung der Promotion in das Graduiertenkolleg öffnet viele Türen und Kooperationsmöglichkeiten in der BAM und extern. Die fachliche Betreuung, Unterstützung von erfahrenen Kolleg*innen und Vernetzungsmöglichkeiten mit anderen Promovierenden stechen für mich besonders positiv heraus.

Wie ist euer akademischer Hintergrund und was hatte euch ursprünglich bewogen, euch für das Graduiertenkolleg zu bewerben?

Carolin: Ich habe nach meinem Master im Fach „Angewandte Werkstoffwissenschaften“ zunächst im Bereich 3D-Druck gearbeitet. Dabei habe ich gemerkt, dass mir das wissenschaftliche Arbeiten fehlt, und ich habe mich nach einer geeigneten Promotionsstelle umgeschaut. Die Promotionsstelle im Graduiertenkolleg „Trustworthy Hydrogen“ bietet die Möglichkeit, neben dem wissenschaftlichen Arbeiten selbst auch handwerklich im Labor tätig zu werden, wenn es z.B. darum geht Probekörper herzustellen, was mir persönlich sehr gut gefällt. An einer für die Zukunft so wichtigen klimafreundlichen Technologie mitzuarbeiten, motiviert mich dabei besonders.

Bartosz: Meine Alma Mater ist die TU Berlin, an der ich Maschinenbau studiert habe. Insbesondere im Master-Studium habe ich mich auf Faserverbundleichtbau fokussiert. Das erlangte Wissen konnte ich tatsächlich bereits als Werkstudent bei der BAM anwenden und vertiefen. Nachdem ich weitere Erfahrungen in der Industrie gesammelt habe, wollte ich mich einer Herausforderung im wissenschaftlichen Umfeld stellen. Noch wichtiger war für mich jedoch die Möglichkeit an klimafreundlichen Wasserstoff-Technologien zu forschen.

Woran forscht ihr selbst im Bereich Wasserstoff, wie lässt sich das mit dem Graduiertenkolleg verknüpfen und warum ist das für eine künftige Wasserstoffwirtschaft wichtig?

Carolin: Um die Wasserstofftechnologien auf dem Markt zu etablieren, ist eine Entwicklung entlang ihrer gesamten Wertschöpfungskette nötig. Vor allem im Hinblick auf die Sicherheitsaspekte ist hierbei die Wasserstoffspeicherung ein wichtiges Kettenglied. Genauer gesagt forsche ich an den Materialien für Wasserstoff-Druckbehälter, die aus Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) hergestellt werden. Die Lebensdauer dieser Druckbehälter wird hypothetisch hauptsächlich durch das Versagen zwischen den Fasern beeinflusst, welches aufgrund der langfristigen und zyklischen thermomechanischen Belastungen im Betrieb auftritt. Im Rahmen meiner Arbeit werde ich mich vor allem auf die Materialwissenschaft konzentrieren, um ein umfassendes Verständnis für diese Versagensmechanismen von Wasserstoff-Druckbehältern zu erhalten. Ich werde auch betrachten, welche Auswirkungen die Wasserstoffalterung auf FKV hat und dafür mit BAM-Kolleg*innen aus dem Wasserstoff-Kompetenzzentrum H2Safety@BAM zusammenarbeiten. Ein weiteres Ziel meiner Arbeit ist es, eine Basis zu schaffen für eine internationale Norm zur Charakterisierung von FKV mittels rohrförmiger Probengeometrie.

Bartosz: In meiner Forschung fokussiere ich mich auf Wasserstoffspeicherung in Typ 4-Druckbehältern. Diese bieten im Vergleich zu anderen Behältertypen ein großes Gewichtseinsparpotenzial und erlauben es gleichzeitig, höhere Betriebsdrücke zu erreichen. Auf der anderen Seite werden sie in einem komplexen Faserwickelprozess hergestellt, der bis dato nicht genau verstanden ist. Im Rahmen meiner Dissertation möchte ich dazu beitragen, dass der Einfluss des Fertigungsprozesses auf den Spannungszustand in der fertigen Komponente besser verstanden wird. Darüber hinaus möchte ich Methoden beschreiben, mit denen sich das Betriebsverhalten der Behälter durch eine geschickte Festlegung der Prozessparameter bei der Fertigung verbessern lässt. Dies könnte zur Ausschöpfung der Gewichts- und Kosteneinsparpotenziale beitragen, d.h. helfen, CO2 einzusparen – bei einem gleich hohen Sicherheitsniveau.

Welche Rolle könnt ihr euch in einer künftigen Wasserstoffwirtschaft vorstellen? Wo seht ihr euch also in fünf oder zehn Jahren?

Carolin: Da möchte ich mich jetzt noch nicht festlegen. Ich könnte mir sowohl eine Tätigkeit in einem Technologie-Unternehmen im Bereich Wasserstoff vorstellen als auch in der Forschung oder in der Lehre, um mein Wissen weiterzugeben.

Bartosz: Das Umfeld ist bei Wasserstoff gerade so dynamisch, dass es schwierig ist, sich jetzt schon festzulegen. Die Perspektive, die klimaneutralen Technologien in der Industrie weiterzuentwickeln, wäre für mich sehr attraktiv. Auf der anderen Seite könnte ich mir auch eine Arbeit im wissenschaftlichen Umfeld vorstellen.

Welche Erwartungen habt ihr an die Summerschool und worauf freut ihr euch am meisten?

Carolin: Ich freue mich darauf, meine ersten Ergebnisse vorstellen zu können und bin gespannt, was die anderen Promovierenden von ihrer Arbeit zu berichten haben.

Bartosz: Ich freue mich auf die Präsentationen der Expert*innen, der anderen Promovierenden sowie auf den allgemeinen Austausch. Ich erhoffe mir viele interessante Diskussionen, konstruktives Feedback und Inspirationen für die nächsten Monate.