Kaiserslautern. Die Hochschule Kaiserslautern baut ihre Wasserstoffforschung aus: Gemeinsam mit dem Institut für Oberflächen- und Schichttechnik GmbH (IFOS) und dem Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF untersucht das Fachgebiet Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (WWHK), wie Wasserstoff metallische Bauteile schädigt und wie sich entsprechende Risiken bewerten lassen. Für das Verbundprojekt HYDRA (HYdrogen-related Damage Risk Assessment) überreichte Michael Ebling, Minister für Wirtschaft, Tourismus, Energie und Klima des Landes Rheinland-Pfalz, am 15. Oktober 2026 am IFOS die Förderbescheide. Für die Hochschule nahm Prof. Dr. Peter Starke, Vizepräsident für Forschung und Transfer sowie Leiter des Fachgebiets Werkstoffkunde und Werkstoffprüfung (WWHK), den Bescheid entgegen. Das Projekt verfügt über ein Gesamtvolumen von rund 2,25 Millionen Euro und wird mit rund 2,18 Millionen Euro aus Mitteln der Europäischen Union und des Landes Rheinland-Pfalz gefördert.

Wenn Stahl spröde wird

Wasserstoff spielt eine wichtige Rolle dabei, Industrie, Verkehr und Energieversorgung klimafreundlicher zu machen. Doch er stellt auch besondere Anforderungen an die Materialien, die mit ihm in Kontakt kommen – etwa in Rohrleitungen, Speichern und Ventilen. Denn Wasserstoff kann in Metalle eindringen und sie spröde machen. Dadurch verlieren sie einen Teil ihrer Widerstandsfähigkeit und können unter Belastung plötzlich brechen. Wann und warum Wasserstoff Metalle spröde macht, ist bislang noch nicht vollständig geklärt. Dabei spielen verschiedene Faktoren eine Rolle, etwa wie der Wasserstoff in das Metall gelangt, wie viel Wasserstoff sich darin befindet und unter welchen Bedingungen das Bauteil eingesetzt wird. Im Projekt HYDRA untersuchen die Forschenden diese Zusammenhänge unter möglichst praxisnahen Bedingungen. Sie analysieren, wie sich der Wasserstoff im Metall verteilt, welche Veränderungen er im Inneren des Werkstoffs verursacht und wie dadurch Schäden entstehen. Auf dieser Grundlage wollen sie zuverlässige Methoden entwickeln, um das Risiko solcher Schäden zu bewerten und vorherzusagen, wann metallische Bauteile durch Wasserstoff versagen könnten.

Neues Hightech-Mikroskop für den Blick in den Riss

Am WWHK der Hochschule Kaiserslautern liegt der Schwerpunkt auf der mechanischen Werkstoffprüfung, der Ermüdungsuntersuchung, der Mikrostrukturanalyse und der zerstörungsfreien Prüfung. Das Fachgebiet wurde 2018 gegründet und ist heute ein Team aus mehr als zwanzig wissenschaftlichen, technischen und studentischen Mitarbeitenden. Es forscht in den Laboren des neuen High-Tech-Laborgebäudes der Hochschule. Für HYDRA hat das WWHK drei neue Mitarbeitende eingestellt.

Mit den Fördermitteln beschafft die Hochschule ein neues Rasterelektronenmikroskop, kombiniert mit Rasterkraft- und Magnetkraftmikroskopie. Damit lassen sich Proben direkt im Mikroskop beanspruchen: Die Forschenden können beobachten, wie ein Riss entsteht und wächst und welchen Einfluss Wasserstoff darauf hat. Die Ausstattung stärkt die Forschungsinfrastruktur der Hochschule auch über das Projekt hinaus.

„Als Vizepräsident für Forschung und Transfer freue ich mich über jedes Projekt, das zeigt, was anwendungsorientierte Forschung an einer Hochschule leisten kann. HYDRA ist dafür ein gutes Beispiel“, sagt Prof. Dr. Peter Starke. „Wasserstoff kann nur dann ein tragender Baustein der Energiewende werden, wenn die Bauteile, die ihn führen, über ihre gesamte Lebensdauer sicher sind. Wir forschen dabei nicht für die Schublade: Die Verfahren und das Vorhersagemodell sollen gerade kleinen und mittleren Unternehmen in der Region helfen, Risiken fundiert zu bewerten.“

Starke Partnerschaft in Kaiserslautern

Im Verbund bringen die Partner komplementäre Kompetenzen zusammen. Das WWHK zeigt sehr genau, was im Werkstoff passiert. Das IFOS bestimmt mit oberflächen- und tiefenaufgelöster Analytik, wo der Wasserstoff sitzt und in welcher Konzentration. Seine massenspektrometrischen Verfahren werden dazu weiterentwickelt. Als Unterauftragnehmer bringt das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit (LBF) seine Erfahrung mit der Festigkeit von Bauteilen unter Wasserstoffeinfluss ein.

„Mit HYDRA bauen wir die Partnerschaft zwischen dem IFOS und dem WWHK deutlich aus und legen die Grundlage für eine strategische Partnerschaft, die auch das Fraunhofer LBF einschließt“, so Starke. „Gute Wissenschaft entsteht nie im Alleingang, sondern in starken, kollegialen Partnerschaften. Dem Ministerium für Wirtschaft, Tourismus, Energie und Klima danke ich herzlich für das Vertrauen und die Förderung.“

Beantragt wurde das Vorhaben von Prof. Dr. Peter Starke und Janina Koziol, Oberingenieurin und Gruppenleiterin für Analytik und Mikroskopie am WWHK, sowie von Prof. Dr. Johannes L’huillier und Dr. Swen Ehnert seitens des IFOS. Janina Koziol und Swen Ehnert koordinieren das Verbundvorhaben gemeinsam.

Hinweis zur Förderung

Das Vorhaben HYDRA – HYdrogen-related Damage Risk Assessment – wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) der Europäischen Union sowie des Landes Rheinland-Pfalz gefördert. Es wird im Rahmen des EFRE-Programms Rheinland-Pfalz 2021–2027 im Förderschwerpunkt „Aufbau technologieorientierter Kompetenzfelder“ kofinanziert. Bewilligungsbehörde ist das Ministerium für Wirtschaft, Tourismus, Energie und Klima (MWTEK) Rheinland-Pfalz. Das Projekt startete bereits am 1. Juli 2026 und läuft bis zum 30. Juni 2028.