Wasserstoff-Druckerhöhung, 30 bis 150 Bar.

Warum Wasserstoff eine eigens gebaute Verdichtung braucht

Wasserstoff ist das kleinste, leichteste Molekül der industriellen Gashandhabung und verhält sich entsprechend — es diffundiert durch Dichtungen, die andere Gase problemlos halten, und es versprödet viele gängige Metalle mit der Zeit durch einen Vorgang, bei dem aufgenommene Wasserstoffatome die Duktilität und Bruchzähigkeit des Metallgitters verringern. Ein für Luft oder Stickstoff gebauter und lediglich für Wasserstoff neu ausgelegter Verdichter erbt beide Probleme. Die Wasserstoff-Boosterstation ist von Anfang an um Wasserstoff herum konstruiert: Jede berührte Fläche, Dichtung und Antriebstrennung spiegelt diesen Ausgangspunkt wider.

Hydraulikantrieb mit Glykolmedium

Der Verdichtungshub wird hydraulisch angetrieben, mit einem Glykolmedium statt mit dem Gas selbst, bei 500W bis 750W elektrischer Eingangsleistung. Das ergibt gleichmäßige, kontrollierte doppeltwirkende Verdichtungszyklen im Bereich von 30 Bar bis 150 Bar, ohne die Pulsation und den Verschleiß eines direkt angetriebenen Hubkolbenverdichters. Eine offene Barriere zwischen Glykol-Antriebskreis und Gasweg ist eine bewusste Konstruktionsentscheidung: Sie verhindert, dass die Antriebsflüssigkeit je den Wasserstoffstrom verunreinigt, sodass die Gasreinheit über die gesamte Lebensdauer der Einheit erhalten bleibt.

Wasserstoffspezifische Werkstofftechnik

Jedes Bauteil in Kontakt mit Wasserstoff — Zylinderbohrungen, Ventilgehäuse, Verschraubungen — ist in Messing spezifiziert, mit NBR-(Nitril-)Gummi für Dichtungen und Elastomerteile. Diese Kombination wurde gezielt gewählt, um Wasserstoffversprödung zu mindern, eine reale und gut dokumentierte Ausfallart bei Eisenlegierungen, die Wasserstoff unter Druck und zyklischer Belastung ausgesetzt sind. Die Zylinderhub-Bauteile selbst sind in korrosionsbeständigem Stahl spezifiziert, der Druck und zyklischer Beanspruchung des kontinuierlichen Verdichtungsbetriebs standhält.

Kühlung und thermische Stabilität

Das Verdichten jedes Gases erzeugt Wärme, und das hohe Wärmekapazitätsverhältnis von Wasserstoff macht dies ausgeprägter als bei schwereren Gasen. Der HGBS enthält einen eigenen Kühlkreislauf, der die bei der Verdichtung entstehende Wärme abführt, das gesamte System innerhalb sicherer Betriebstemperaturgrenzen hält und im Dauerbetrieb thermische Schädigung von Dichtungen und Antriebsflüssigkeit verhindert.

Sicherheitsmechanismen für zuverlässigen Betrieb

In der Standardkonfiguration sind zwei Sicherheitsebenen eingebaut. Erstens gibt ein Überdruckventil am Glykolkreis überschüssigen Druck automatisch ab, damit das System seine Nennleistung von 150 Bar nicht überschreitet, zum Schutz von Ausrüstung und Personal. Zweitens überwachen redundante ausfallsichere Steuerungen laufend den Systemzustand und lösen im Moment einer erkannten Anomalie eine automatische Notabschaltung aus — ohne dass ein Eingriff des Bedieners nötig ist, um eine Störung zu stoppen.

Eine Zweizylinderkonfiguration für kombinierten H₂/O₂-Betrieb

Die Standardeinheit ist um zwei Zylinderstränge aufgebaut, die sich eine Basis, einen Hydraulikantrieb und ein Bedienfeld teilen: ein Wasserstoffstrang mit 100 mm Hub und ein zweiter, sauerstofftauglicher Strang mit 50 mm Hub. Diese Anordnung eignet sich für Standorte, die beide Gase von einem gemeinsamen Skid aus verdichten müssen — zum Beispiel Anlagen mit Wasserelektrolyse, in denen Wasserstoff und Sauerstoff gemeinsam entstehen und beide zur Speicherung oder Weiterverwendung verdichtet werden müssen. Jeder Strang hat eigene Manometer und Absperrungen, sodass die beiden Gasströme trotz gemeinsamen Antriebs unabhängig geregelt bleiben.

Anwendungen entlang der Wasserstoff-Wertschöpfungskette

Die Kombination aus geringer Leistungsaufnahme, kompakter Skid-Grundfläche und wasserstoffsicherer Bauweise macht den HGBS für eine Reihe von Aufgaben geeignet: Wasserstoffverdichtung für die Abgabeinfrastruktur von Tankstellen, Versorgung industrieller Gasverteilnetze, kontrollierter Druck für F&E zu Wasserstoffspeicherung und Brennstoffzellen und Unterstützung von Projekten für erneuerbare Energie, die aus überschüssigem Wind- oder Solarstrom erzeugten Wasserstoff speichern. In der chemischen Verfahrenstechnik hebt dieselbe Einheit den Wasserstoff für Hydrierreaktionen, die eine Hochdruckgasversorgung brauchen.

Für verwandte Wasserstoffinfrastruktur: Der Dynamische Hochdruck-Wasserstoff-Lecktestprüfstand von Neometrix validiert die Integrität von Wasserstoffflaschen und -komponenten bis 1000 Bar, die Berstkammer für Wasserstoffflaschenprüfung bietet zerstörende Prüfmöglichkeiten für Wasserstoffspeicherflaschen, und der Wasserstoff-Kolbenmotorenprüfstand unterstützt die Entwicklung von H₂-Dual-Fuel-Motoren — zusammen decken sie die Verdichtungs-, Sicherheitsprüfungs- und Endanwendungsseite der Wasserstoffinfrastruktur ab.