Flüssiger Wasserstoff ist einer der vielversprechendsten Möglichkeiten, die CO₂-Emissionen in der Luftfahrt erheblich zu senken. Um es zu verflüssigen, muss Wasserstoff auf -253 Grad gekühlt werden. Auch verhält sich Wasserstoff in flüssiger Form anders als Kerosin. Wie muss mit flüssigem Wasserstoff umgegangen werden, damit es nicht nur umweltfreundlich, sondern auch sicher zur Anwendung im Flugbetrieb kommen kann? Wie wirkt sich das auf die Infrastruktur und die Abläufe am Flughafen aus?
Um diese und viele weitere Fragen zu beantworten, hat ein Konsortium von Partnern aus der Forschung und der Wirtschaft das Hydrogen Aviation Lab ins Leben gerufen. Gefördert durch die Freie und Hansestadt Hamburg wird dieses einzigartige Reallabor gemeinsam von Lufthansa Technik, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), das Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung (ZAL) und Hamburg Airport durchgeführt.
Das Hydrogen Aviation Lab nutzt ein ausgemusterter Airbus A320 der Lufthansa Group, die ehemalige „Halle an der Saale“. Hierfür wird eine Wasserstoffinfrastruktur am Boden aufgebaut sowie ein Flüssigwasserstofftank und eine Brennstoffzelle im Flugzeug installiert.
Nach dem erfolgreichen Betrieb über dreißig Jahre wird das Flugzeug nun eingesetzt, um folgende Bereiche zu erforschen:
Wie kann Wasserstoff in bestehende Flughafen-Infrastruktur optimal integriert werden?
Wie stellen wir konkurrenzfähige Betankungszeiten und -abläufe sicher?
Wie vermeiden wir eine Überfüllung und Verschwendung von Wasserstoff?
Wie verhindern wir Eisanlagerungen an Komponenten und Oberflächen?
Welche zusätzlichen Schutzanforderungen entstehen möglicherweise im Arbeitsbereich (No Step / No Grab Areas, persönliche Schutzausrüstung für Mitarbeitende)?
Wie verhindern wir, dass LH2, das gasförmig (Gaseous H2, kurz: GH2) wird, unkontrolliert entweicht?
Welche Sicherheitsprotokolle ergeben sich durch die Handhabung von Wasserstoff, beispielsweise bei der Betankung und Lagerung?
Wie können wir entwichenes GH2 wieder zurückgewinnen und weiter nutzen?
Welche Schutzvorkehrungen müssen hinsichtlich der Feuergefährlichkeit von H2 getroffen werden?
Wie könnten geeignete Sicherheitsprotokolle aussehen?
Welche Schulungen müssen für das Boden- oder Wartungspersonal erarbeitet werden?
Parallel zu den Forschungsarbeiten mit der echten Hardware wird für das Hydrogen Aviation Lab auch ein sogenannter Digitaler Zwilling des Airbus A320 erzeugt. Mithilfe von Simulationen können die Wissenschaftler*innen dann auch Methoden der sogenannten Predictive Maintenance, also der vorausschauenden Instandhaltung, für die Systeme und Bestandteile zukünftiger Flugzeuggenerationen entwickeln und erproben. Auf Basis gezielter Datenanalysen lassen sich dann Ausfälle der Wasserstoffkomponenten und -systeme rechtzeitig vorhersagen, sodass ein prophylaktischer Austausch erfolgen kann, bevor der Ausfall den Betrieb des Flugzeugs beeinträchtigt.
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