HyRail Namibia: H2 Dual-Fuel Locomotive Pilot Project - Study and Testing of Materials Compatibility for Hydrogen Systems in Railway Applications

Namibia hat sich verpflichtet und strategische Ansätze entwickelt, die darauf abzielen, das Kohlendioxid-Netto-Null-Ziel im Rahmen Green Hydrogen Namibia zu erreichen. Eines der Pilotprojekte befasst sich mit einer Wasserstoff-Diesel-Doppelkraftstoff-Lokomotive, die dazu beitragen wird, pro Jahr und Lokomotive etwa 395 Tonnen CO2eq einzusparen. Das geplante Hybridloksystem besteht aus zwei auf Wasserstoffantrieb umgerüsteten Lokomotiven mit dem dazugehörigen Wasserstoff-Tenderwage. Der Schwerpunkt des Projekts liegt auf der Kompatibilität und strukturellen Integrität von Werkstoffen für flexible Druckwasserstoff-Rohrleitungen zwischen Einzelfahrzeugen sowie zu zusätzlichen Aggregaten. Das erste Modul des Projektes befasst sich mit der innovativen Konstruktion einer neuartigen Hohlprobe zur Durchführung von Ermüdungsversuchen in Druckwasserstoff. Die Untersuchungen werden geschweißte und nicht geschweißte Proben umfassen. Der ausgewählte Werkstoff (Edelstahl 316L) wird auch in nicht exponiertem Zustand vollständig charakterisiert, um die grundlegenden mechanischen Eigenschaften und die Ermüdungseigenschaften zu bestimmen. Ermüdungsversuche werden auch an Vollproben durchgeführt. Ziel ist ein umfassendes Verständnis der Wechselwirkung zwischen Ermüdungsbelastung und Wasserstoffexposition, um den sicheren Betrieb des Schienensystems zu gewährleisten. Gegenstand des zweiten Moduls ist die Bewertung der Kompatibilität und Zuverlässigkeit von Polymermaterialien für flexible Verbindungsleitungen zwischen Lokomotive und Tender. Die wichtigsten Fragen betreffen die Permeation von Wasserstoff, den Alterungseffekt und die zyklische Dekompression während des Betriebs. Ein besonderes Augenmerk wird auf die Interphase zwischen den Polymerschichten in den Verbundwerkstoffen gelegt. Darüber hinaus wird das Verschleißverhalten dieser Werkstoffe in Wasserstoff bei unterschiedlichem Wasserstoffdruck und unterschiedlicher Temperatur im Hinblick auf die Verbindungsteile bewertet.