Untersuchung und Test maßgeschneiderter Schmieröle für H2-Anwendungen

Im Rahmen des Forschungsvorhabens wurden die Eigenschaften und Anforderungen von Schmierölen für Wasserstoffanwendungen untersucht. Wasserstoff als klimafreundlicher Energieträger weist gegenüber konventionellen Kraftstoffen deutlich veränderte Verbrennungs- und Betriebsbedingungen auf, wodurch neue Herausforderungen für Schmierstoffe entstehen. Besonders relevant sind z. B. hohe Wassereinträge durch die Wasserstoffverbrennung, veränderte Oxidations- und Nitrationsprozesse sowie mögliche Auswirkungen auf Verschleiß, Korrosion und Ölalterung.
Zur Untersuchung dieser Fragestellungen wurden verschiedene Basisöle unterschiedlicher Polarität und Struktur – darunter Öle der API-Gruppen II und III, PAO-, Ester- und PAG-Öle – sowie additivierte Testöle und vollformulierte Motor- und Kompressoröle analysiert. Im Fokus standen die Wasser- und Gaslöslichkeit, das Wasserabscheidevermögen sowie Viskositäts- und Dichteänderungen, Grenzflächenspannungen, Schaumverhalten, Oxidations- und Nitrationsstabilität der Schmierstoffe in Gegenwart unterschiedlicher Wassergehalte.
Die Ergebnisse zeigen, dass insbesondere die chemische Struktur und Polarität der Basis-öle einen entscheidenden Einfluss auf das Verhalten der Schmierstoffe im Wasserstoffbetrieb besitzen. Polare Schmierstoffe wie PAGs und Ester weisen Vorteile hinsichtlich Wasseraufnahmevermögen und Wasserverträglichkeit auf, bringen jedoch veränderte Bedingungen bezüglich Additivlöslichkeit und Materialverträglichkeit mit sich. Gleichzeitig wurde deutlich, dass bestehende Prüfverfahren nur eingeschränkt auf Wasserstoffanwendungen übertragbar sind und modifiziert beziehungsweise erweitert werden müssen.
Das Projekt liefert damit wichtige Grundlagen für die Entwicklung wasserstoffspezifischer Schmierstoffe und Prüfmethoden. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen zukünftig die Auswahl geeigneter Schmieröle für H2-Anwendungen erleichtern sowie zur Entwicklung neuer Schmierölkonzepte und zu einer sicheren Bewertung von Ölzuständen im Wasserstoffbetrieb beitragen.

Das IGF-Vorhaben 01IF22934N wurde im Rahmen des Programms „Industrielle Gemeinschaftsforschung“ durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.