Für emissionsfreie Luftfahrt gilt Flüssigwasserstoff (LH2) als großer Hoffnungsträger. Doch ihn zu speichern ist heikel: LH2 ist rund minus 253 °C kalt. Bei solchen kryogenen Temperaturen werden viele Werkstoffe spröde, und genau hier liegt die Crux für Composite-Tanks – sie müssen leicht und zugleich absolut dicht sein.
Das Mikroriss-Problem
Beim wiederholten Abkühlen und Erwärmen (Thermozyklen) entstehen in duroplastischen CFK-Laminaten feine Mikrorisse. Sie sind tückisch, weil durch sie Wasserstoff diffundieren kann – die Durchlässigkeit (Permeabilität) steigt, der Tank wird undicht. Hinzu kommen Risiken wie Delamination und Ablösungen an der Innenwand. Genau diese Punkte entscheiden über Sicherheit und Lebensdauer.
Thermoplaste als Schlüssel
Thermoplastische Matrizen sind hier klar im Vorteil: Sie widerstehen der Mikrorissbildung nach kryogenen Zyklen besser. CF/LMPAEK-Laminate zeigen bei tiefen Temperaturen rund zehnmal geringere Wasserstoff-Durchlässigkeit als Epoxidsysteme. Deshalb arbeiten Konsortien wie das niederländische LH2-Tank-Projekt (u. a. Toray Advanced Composites und Royal NLR) an langlebigen, vollständig thermoplastischen LH2-Tanks für die zivile Luftfahrt – mit gezielten Testprogrammen zu mechanischer Performance, Mikrorissverhalten und Permeabilität. Begleitend entstehen Auslegungswerkzeuge und sogar robotische Inspektionsmethoden für solche Tanks.