TY - CONF A1 - Schröder, Volkmar T1 - Sicherheitstechnische Eigenschaften von Erdgas-Wasserstoff-Gemischen - Auswirkungen auf den Explosionsschutz N2 - Im Beitrag werden die sicherheitstechnischen Eigenschaften von Wasserstoff diskutiert. Die Einspeisung von Wasserstoff ins Erdgasnetz wird im Hinblick auf mögliche Gefahren im Explosionsschutz durch die Veränderung von sicherheitstechnischen Kenngrößen unter Prozessbedingungen betrachtet. T2 - DVGW-Seminar "Gasinfrastruktur für Erdgas-H2-Gemische" CY - Bremen, Germany DA - 03.09.2020 KW - Wasserstoff KW - Explosionsschutz KW - Sicherheitstechnische Eigenschaften KW - Erdgasinfrastruktur PY - 2020 AN - OPUS4-51288 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - BAM-Aktivitäten im Bereich Elektrische Energiespeicher N2 - Der Beitrag stellt die aktuellen, relevanten BAM-Projekte im Bereich der Sicherheit elektrischer Energiespeicher vor. Weiterhin werden derzeitige Kooperationen mit der vfdb präsentiert. T2 - 82. Sitzung Referat 10, Umweltschutz der vfdb (Vereinigung zur Förderung des deutschen Brandschutzes e.V.) CY - Online meeting DA - 04.11.2020 KW - Behälterversagen KW - Fahrzeugbrand KW - Auswirkungsbetrachtung KW - Alternative Antriebe KW - Fragment PY - 2020 AN - OPUS4-51522 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Amano, K.O.A. A1 - Hahn, S.-K. A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Rappsilber, Tim A1 - Krause, U. T1 - Experimental Investigation on Explosion Pressure Characteristics of Lithium-based (NMC) Pouch Batteries during Thermal Runaway N2 - Lithium ion batteries (LIBs) are prone to spontaneous and subsequent fire or explosion resulting from thermal runaway. The vented gases are not only toxic and flammable, their emission can also raise the surrounding pressure rapidly. In this study, characteristic variations of explosion pressure rise, rate of explosion pressure rise and 𝐾(sT)-value have been evaluated. The characteristic 𝐾(𝑠𝑇)-values were determined to evaluate the explosive behavior of LIBs during thermal runaway. The estimated values were compared to that of other explosive substances. T2 - Batterieforum Deutschland 2021 CY - Online meeting DA - 20.01.2021 KW - Pressure KW - Lithium KW - Thermal Runaway KW - Battery KW - Pouch PY - 2021 AN - OPUS4-52033 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Wu, Z. A1 - Guo, X. A1 - Xie, G. A1 - Yan, T. A1 - Wu, Dejian A1 - Zhang, F. A1 - Ang, R. T1 - Heat and electric flux coupling of closed-loop thermoelectric generator N2 - Thermoelectric generator (TEG) has been proved as a promising technology for directly converting heat into electricity based on Seebeck effect. On the contrary, this electricity can trigger a solid-state cooling based on conventional Peltier effect. However, these two effects induce a coupling between heat and electric flux, especially for the quantitative relationship still remaining a mystery. Here, we show experimental evidence and theoretical calculation for the coupling by monitoring transient response of fluid temperature and output power. The experimental maximum heat flow in open circuit is 1162 W at cold fluid flow rate = 0.3 m3/h and fluid temperature difference ΔTf = 70 °C, enhanced by 13% owing to heat compensation from intrinsic coupling in closed-loop circuit. Meanwhile, the measured maximum output power of TEG is 18.2 W, and subsequently decreases to 15.4 W due to the objective existence of coupling. This double-edged sword in coupling vigorously inspires the potential applications in heat-dissipation situation such as spacecraft, electronic components, photovoltaic, refrigerator and etc. Present findings open a novel avenue for manipulating heat-electricity conversion in practical engineering. KW - Thermoelectric generator PY - 2021 DO - https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.114529 SN - 0196-8904 VL - 244 SP - 1 EP - 13 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-53661 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in Second Life Anwendungen (SEE-2L) – Vorstellung des Verbundprojekts und Ergebnisse aus Vorversuchen N2 - Der Vortrag stellt das BMBF-Verbundprojekt SEE-2L (Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in Second Life Anwendung) vor. Darüber hinaus werden Ergebnisse aus Vorversuchen der Universität Magdeburg vorgestellt, in denen Untersuchungen an Batteriezellen hinsichtlich der Gasfreisetzung beim thermischen Durchgehen durchgeführt wurden. T2 - Projekttreffen BMBF-Vorhaben ALBERO CY - Online meeting DA - 20.04.2021 KW - Stationäre Energiespeicher KW - Elektrische Energiespeicher KW - EES KW - Auswirkungsbetrachtungen PY - 2021 AN - OPUS4-52481 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Bernardy, Christopher T1 - Meilensteintreffen BMBF-Vorhaben SEE-2L, Teilvorhaben BAM: Aufbau eines Großversuchsstandes N2 - Der Vortrag stellt den aktuellen Bearbeitungsstand des Teilvorhabens an der BAM dar. Neben dem eigentlichen Aufbau werden auch Herausforderungen bei der Beschaffung der Einzelkomponenten sowie Ergebnisse aus der Literaturrecherches zu den Auswirkungen von Li-Batteriespeichern beim thermischen Durchgehen vorgestellt. Als Abschluss wird noch ein Ausblick auf die anstehenden Probeversuche gegeben. T2 - Meilensteintreffen zum BMBF-Vorhaben SEE-2L (Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in Second Life Anwendungen) CY - Online meeting DA - 01.02.2022 KW - Stationäre Energiespeicher KW - Elektrische Energiespeicher KW - Auswirkungsbetrachtungen PY - 2022 AN - OPUS4-54572 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Jiang, C. A1 - Xie, G. A1 - Wu, Dejian A1 - Yan, T. A1 - Chen, S. A1 - Zhao, P. A1 - Wu, Z. A1 - Li, W. T1 - Experimental investigation on an energy-efficient floor heating system with intelligent control: A case study in Chengdu, China N2 - The space heating system accounts for 20%~50% of building energy consumption, and may lead to energy waste due to unreasonable controls. In this study, an energy-efficient floor heating system with intelligent control was proposed to improve energy efficiency of the system. In order to validate the concept of the proposed intelligent control, an experimental system was designed and constructed in Chengdu, China. Temperature, control cycle and energy consumption were then studied under different control strategies. The result shows that a larger flow rate of supply water will result in a longer control cycle and a lower control frequency, i.e., the average control cycle at 7 L min−1 is 1.7 h during the test day, while it is 1.5 h at 5 L min−1. Moreover, adopting water with a higher temperature and flow rate could achieve a higher efficiency of the system. The energy consumptions in case 1 (5 L min−1, 50 °C), case 2 (5 L min−1, 55 °C), case 5 (7 L min−1, 55 °C) and case 6 (7 L min−1, 60 °C) are 4746 kJ, 3534 kJ, 3093 kJ and 3028 kJ, respectively. Based on the experimental data, the supply water temperature is suggested to set lower than 60 °C considering human comfort. KW - Floor heating KW - Intelligent control KW - Experimental KW - Energy consumption KW - Control strategy PY - 2021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-550522 DO - https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101094 SN - 2214-157X VL - 26 SP - 1 EP - 14 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-55052 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Projekte und Aktivitäten zu Elektrischen Energiespeichern an der BAM N2 - Die Sicherheit von Lithiumbatterien ist ein entscheidender Punkt beim Ausbau der Elektromobilität. Der Beitrag gibt zunächst einen Überblick über das Aktivitätsfeld der elektrischen Energiespeicher an der BAM. Im weiteren werden sowohl die Projekte HaCLIB (Hazard Classification ofLithium-Ion Batteries) als auch SEE-2L (Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in 2nd-Life Anwendung) vorgestellt. Darüber hinaus werden noch die hoheitlichen Aufgaben der BAM im Bereich des Transports von kritisch defekten Batterien erläutert. T2 - Sitzung des ProcessNet-AA Reaktionstechnik sicherheitstechnisch schwieriger Prozesse (AA-RTSSP) der DECHEMA CY - Online meeting DA - 13.04.2022 KW - Stationäre Energiespeicher KW - Elektrische Energiespeicher KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - EES PY - 2022 AN - OPUS4-54649 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Amano, K. A1 - Hahn, S. A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Rappsilber, Tim A1 - Krause, U. T1 - An Experimental Investigation of Thermal Runaway and Gas Release of NMC Lithium-Ion Pouch Batteries Depending on the State of Charge Level N2 - In this study, 19 experiments were conducted with 25 pouch cells of NMC cathode to investigate thermal runaway and the release of gases from lithium-ion batteries (LIBs). Single cells, double cells, and a four-cell battery stack were forced to undergo thermal runaway inside an air-tight reactor vessel with a volume of 100 dm3 . The study involved two series of tests with two types of ignition sources. In the Series 1 tests, a heating plug was used to initiate thermal runaway in LIBs in the ranges of 80–89% and 90–100% SOC. In the Series 2 tests, a heating plate was used to trigger thermal runaway in LIBs in the ranges of 30–50%, 80–89%, and 90–100% SOC. Thermal runaway started at an onset temperature of 344 ± 5 K and 345 K for the Series 1 tests and from 393 ± 36 K to 487 ± 10 K for the Series 2 tests. Peak reaction temperatures ranged between 642 K and 1184 K, while the maximum pressures observed were between 1.2 bar and 7.28 bar. Thermal runaway induced explosion of the cells and lead to a rate of temperature increase greater than 10 K/s. The amounts of gases released from the LIBs were calculated from pressures and temperatures measured in the reactor. Then, the gas composition was analyzed using a Fourier transform infrared (FTIR) spectrometer. The highest gaseous production was achieved at a range of 90–100% SOC and higher battery capacities 72 L, 1.8 L/Ah (Series 1, battery stack) and 103 L, 3.2 L/Ah (Series 2, 32 Ah cell)). Among the gases analyzed, the concentration of gaseous emissions such as C2H4 , CH4 , and C2H6 increased at a higher cell capacity in both series of tests. The study results revealed characteristic variations of thermal behavior with respect to the type of ignition source used. KW - Lithium-ion batteries KW - Battery KW - Pouch cell KW - NMC Cathode KW - Thermal runaways PY - 2022 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-548601 DO - https://doi.org/10.3390/batteries8050041 VL - 8 IS - 5 SP - 1 EP - 16 PB - MDPI CY - Basel, Switzerland AN - OPUS4-54860 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Abschlusstreffen BMBF-Vorhaben SEE-2L, Teilvorhaben BAM: Aufbau eines Großversuchsstandes N2 - Der Vortrag stellt den aktuellen Bearbeitungsstand des Teilvorhabens an der BAM dar. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der ersten Versuchsserie mit Batteriezellen und -modulen bis zu 6.8 kWh. Darüber hinaus werden die weiteren geplanten Versuche vorgestellt sowie die Ergbnisverwertung aus dem Projekt aufgezeigt. T2 - Abschlusstreffen zum BMBF-Vorhaben SEE-2L CY - Online meeting DA - 24.04.2023 KW - Stationäre Energiespeicher KW - Elektrische Energiespeicher KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Lithium-Ionen-Batterie PY - 2023 AN - OPUS4-57582 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - A study on thermal runaway propagation in battery cells and modules assembled of pouch cells N2 - Every technical system has a failure rate, including a lithium-ion battery. To minimize the effects in the event of a thermal runaway, it is necessary to know what consequences to expect. In the talk, current results from tests on the thermal runaway behaviour of lithium-ion batteries will be presented and conclusions drawn for the handling of those. T2 - EUSAS Conference 2023, "Addressing the fire risks of electromobility" CY - Frankfurt am Main, Germany DA - 10.05.2023 KW - Electrical Energy Storage KW - Lithium-ion battery KW - Propagation KW - Consequneces PY - 2023 AN - OPUS4-57583 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Bernardy, Christopher A1 - Wagner, Patrick A1 - Rappsilber, Tim A1 - Liebner, Christian A1 - Hahn, S.-K. A1 - Krause, U. T1 - Harmful effects of lithium-ion battery thermal runaway: scale-up tests from cell to second-life modules N2 - For a comprehensive safety assessment of stationary lithium-ion-battery applications, it is necessary to better understand the consequences of thermal runaway (TR). In this study, experimental tests comprising twelve TR experiments including four single-cell tests, two cell stack tests and six second-life module tests (2.65 kW h and 6.85 kW h) with an NMC-cathode under similar initial conditions were conducted. The temperature (direct at cells/modules and in near field), mass loss, cell/module voltage, and qualitative vent gas composition (Fourier transform infrared (FTIR) and diode laser spectroscopy (DLS) for HF) were measured. The results of the tests showed that the battery TR is accompanied by severe and in some cases violent chemical reactions. In most cases, TR was not accompanied by pregassing of the modules. Jet flames up to a length of 5 m and fragment throwing to distances to more than 30 m were detected. The TR of the tested modules was accompanied by significant mass loss of up to 82%. The maximum HF concentration measured was 76 ppm, whereby the measured HF concentrations in the module tests were not necessarily higher than that in the cell stack tests. Subsequently, an explosion of the released vent gas occurred in one of the tests, resulting in the intensification of the negative consequences. According to the evaluation of the gas measurements with regard to toxicity base on the “Acute Exposure Guideline Levels” (AEGL), there is some concern with regards to CO, which may be equally as important to consider as the release of HF. KW - Large-scale tests KW - Lithium-ion battery KW - Gas emission KW - Thermal runaway KW - Consequences PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-579054 DO - https://doi.org/10.1039/D3RA02881J SN - 2046-2069 VL - 13 IS - 30 SP - 20761 EP - 20779 PB - Royal Society of Chemistry (RSC) CY - Cambridge, UK AN - OPUS4-57905 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Amano, K. O. A. A1 - Hahn, S.-K. A1 - Butt, N. A1 - Vorwerk, P. A1 - Gimadieva, E. A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Rappsilber, Tim A1 - Krause, U. T1 - Composition and Explosibility of Gas Emissions from Lithium-Ion Batteries Undergoing Thermal Runaway N2 - Lithium-based batteries have the potential to undergo thermal runaway (TR), during which mixtures of gases are released. The purpose of this study was to assess the explosibility of the gaseous emission from LIBs of an NMC-based cathode during thermal runaway. In the current project, a series of pouch lithium-based battery cells was exposed to abuse conditions (thermal) to study the total amount of gases released and the composition of the gas mixture. First, the battery cells were placed in a closed vessel, and the pressure and temperature rise inside the vessel were measured. In a second step, the composition of gases was analysed using a Fourier transform Infrared (FTIR) spectrometer. We found that the amount of released gases was up to 102 ± 4 L, with a clear dependence on the battery capacity. This study showed that the concentration of gaseous emissions such as carbon monoxide (CO), methane (CH4), ethylene (C2H4), ethane (C2H6), and hydrogen cyanide (HCN) increased with higher cell capacity. Of the five studied flammable gases, the maximum concentrations of carbon monoxide (16.85 vol%), methane (7.6 vol%), and ethylene (7.86 vol%) were identified to be within their explosible range. Applying Le Chatelier’s law, a calculated lower explosion limit (LEL) of 7% in volume fraction was obtained for the gas mixture. The upper explosion limit (UEL) of the gas mixture was also found to be 31% in volume. A filter comprising pyrobubbles was used for the removal of the studied gas components released during the thermal abuse. The investigation revealed that the pyrobubbles filter was highly effect in the removal of HCN (up to 94% removal) and CO2 (up to 100% removal). Herein, we report the dependency of the method of thermal runaway trigger on the measured maximum temperature. KW - Lithium-ion battery KW - Thermal runaway KW - Smoke gas emission KW - Gas explosion KW - Explosion limit PY - 2023 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-576477 DO - https://doi.org/10.3390/batteries9060300 VL - 9 IS - 6 SP - 1 EP - 19 PB - MDPI CY - Basel, Switzerland AN - OPUS4-57647 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Su, Bin A1 - Luo, Zhenmin A1 - Krietsch, Arne A1 - Wu, Dejian A1 - Wang, Tao A1 - Zhou, Shangyong A1 - Deng, Jun T1 - Quantitative investigation of explosion behavior and spectral radiant characteristics of free radicals for syngas/air mixtures N2 - The combustion characteristics and explosive hazard of syngas (H2/CO)/air mixtures are affected by its exact composition and equivalence ratios. In this paper, the explosion pressure and spectral radiant intensity of free radicals were quantitatively examined for syngas with different H2 proportions ([H2 in syngas] = 0, 30, 50, 70, 100 vol%) and equivalence ratios (φ = 0.8, 1.0, 1.2, 1.4, 1.6, 2.0, 2.5). The results show that the explosion process of syngas/air mixtures can be separated into the initial slow combustion stage, the violent deflagration stage and the deflagration ending stage. The peaks of explosion pressure, pressure rise rate, OH*spectral intensity and rise rate of spectral intensity first increase and then decrease with increasing the equivalence ratio, and they reduce gradually with the decrease of H2 proportion in syngas. The H2 content in syngas greatly affects the heat release and the concentration of excited state OH*, especially for the syngas/air mixtures with smaller proportion of H2. Additionally, the presence of H2 greatly increases the deflagration index and spectral radiant index of OH* for syngas/air mixtures. The average rise rates of explosion pressure and spectral intensity of free radicals are introduced and the coupling model between them is established based on the first law of thermodynamics and the principle of chain reaction. The established model is furthermore verified by the experimental results. It is indicated that there is a linear relationship between average rise rates of explosion pressure and spectral intensity (OH*). The results can be used to improve the combustion efficiency of syngas and to guide theoretically the prevention, mitigation and control of syngas explosions. KW - Syngas KW - Hydrogen KW - Explosion pressure KW - Free radicals KW - Spectral intensity PY - 2024 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2023.10.280 SN - 0360-3199 VL - 50 IS - Part A SP - 1359 EP - 1368 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-59482 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - BEV Accidents - Consequences in Case of a Battery Thermal Runaway N2 - The number of cars which use a battery for propulsion, like BEV (battery electric vehicle) or PHEV (plug-in hybrid electric vehicle), is increasing. Following, the probability of these car types being involved in car accidents will increase. In a worst-case accident scenario, the installed batteries could go under thermal runaway (TR). A TR could be initiated by various causes, e.g., high temperatures from outside, mechanical damage of the cells/modules/batteries or internal and external short circuits. During such an event, large amounts of heat and toxic and/or flammable gases are released. This poses a great hazard to people and property in the immediate vicinity. The paper describes a large-scale test series on the lithium-ion battery TR consequences of automobile cells and modules up to E = 6.85 kWh. Near field temperatures of ΔT > 800°C in a distance of l = 2 m were measured. During an overcharge test, fragment throwing distances of l > 30 m were detected. Subsequent gas explosions of the released gases were documented. Hydrogen fluoride (HF) was measured in all tests, from cell to module. The highest measured concentration was cHF = 76 ppm, which is significantly higher than the 30-min-level for AEGL 2 (acute exposure guideline level 2). Based on the experimentally determined consequences, concrete measures for the accident analysis are subsequently drawn. T2 - 31st Annual Congress of the European Association for Accident Research and Analysis (EVU) CY - Limassol, Cyprus DA - 05.10.2023 KW - Consequences KW - Electrical Energy Storage KW - Lithium-ion battery KW - BEV KW - Gas release PY - 2023 AN - OPUS4-58547 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Hahn, Sarah-K. A1 - Krause, Ulrich T1 - BEV Accidents - Consequences in Case of a Battery Thermal Runaway N2 - The number of cars which use a battery for propulsion, like BEV (battery electric vehicle) or PHEV (plug-in hybrid electric vehicle), is increasing. Following, the probability of these car types being involved in car accidents will increase. In a worst-case accident scenario, the installed batteries could go under thermal runaway (TR). A TR could be initiated by various causes, e.g., high temperatures from outside, mechanical damage of the cells/modules/batteries or internal and external short circuits. During such an event, large amounts of heat and toxic and/or flammable gases are released. This poses a great hazard to people and property in the immediate vicinity. The paper describes a large-scale test series on the lithium-ion battery TR consequences of automobile cells and modules up to E = 6.85 kWh. Near field temperatures of ΔT > 800°C in a distance of l = 2 m were measured. During an overcharge test, fragment throwing distances of l > 30 m were detected. Subsequent gas explosions of the released gases were documented. Hydrogen fluoride (HF) was measured in all tests, from cell to module. The highestmeasured concentration was cHF = 76 ppm, which is significantly higher than the 30-min-level for AEGL 2 (acute exposure guideline level 2). Based on the experimentally determined consequences, concrete measures for the accident analysis are subsequently drawn. T2 - 31st Annual Congress of the European Association for Accident Research and Analysis (EVU) CY - Limassol, Cyprus DA - 05.10.2023 KW - Gas release KW - Consequences KW - Lithium-ion battery KW - Electrical Energy Storage KW - BEV PY - 2023 SP - 1 EP - 18 AN - OPUS4-58552 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Hahn, Sarah-K. A1 - Saupe, Alexander A1 - Janßen, Marvin A1 - Krause, Ulrich T1 - Sicherheitsrisiko Batterien – Demonstrator aus dem Projekt SEE-2L bereits im Einsatz N2 - Der Beitrag beschreibt das BMBF-Verbundvorhaben SEE-2L. Im Artikel werden die wesentlichen Meilensteine des Projektes vorgestellt. Ebenso werden die wichtigsten im Projekt erzielten Ergebnisse aufgeführt und verlinkt. KW - Stationäre Energiespeicher KW - Batterie KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - EES KW - Elektrische Energiespeicher PY - 2023 UR - https://info.sifo.de/public/a_25436_GZ5jd/file/data/669_Informationsbrief_zur_zivilen_Sicherheitsforschung_07-2023.pdf#page=7 IS - 7 SP - 7 EP - 9 PB - Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) CY - Bonn AN - OPUS4-58347 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Amano, Kofi Owusu Ansah T1 - Study of thermal runaway and gas emissions in NMC lithium-ion batteries: State of Charge Dependence Investigation N2 - Thermal runaway investigations were performed by subjecting single and double NMC pouch cells to thermal abuse condition inside an air-tight reactor vessel with an internal volume of 100 dm³. The study was divided into two series. The findings revealed the thermal runaway-induced explosion in the cells results in a rate of temperature increase greater than 10 K/s. The highest gaseous production was achieved at a range of 90 – 100% SOC and higher battery capacities 0.79 L/Wh (Series 1, 10 Ah cell) and 0.87 L/Wh (Series 2, 32 Ah cell). The investigation showed between 25 m³ and 84 m³ of explosible gas mixture could be released from electric vehicles of nominal useable electrical energy from 32 kWh up to 108 kWh at thermal runaway. It was also found that, the release of these explosible gases could undergo a secondary explosion. T2 - 4th IBSW 2023 – International Battery Safety Workshop CY - Ulm, Germany DA - 28.09.2023 KW - Consequneces KW - Electrical Energy Storage KW - Propagation; Gas release KW - Lithium-ion battery PY - 2023 AN - OPUS4-58543 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Schalau, Bernd T1 - Ausbläser – Berechnung von Ex-Bereichen N2 - Die Gefährdungen durch die Freisetzung von Gasen und Dämpfen infolge der Ableitung über Ausbläser aus Sicherheitsventilen, Prozess-Berstscheiben, Entlüftungs- und Entspannungsleitungen sind in einer Gefährdungsbeurteilung zu bewerten. Freisetzungen aus Druckanlagen können nach TRBS 2141 beurteilt werden. In der Fachbereich AKTUELL werden verschiedene Methoden mit ihren benötigten Eingangsdaten und Anwendungsgrenzen zur Beurteilung der Gefahren an Ausbläsern für brennbare Gase vorgestellt, um den Anwendern und Prüfern von solchen Anlagen eine Hilfestellung bei der Bewertung und Beurteilung möglicher Gefahren an den prozessbedingten Stoffauslässen ins Freie zu geben. KW - Ex-Schutz bei Ausbläsern PY - 2024 IS - FBRCI-028 SP - 1 EP - 12 PB - DGUV Fachbereich Rohstoffe und chemische Industrie CY - Deutschland AN - OPUS4-60961 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Schalau, Bernd T1 - Ermittlung des angemessenen Sicherheitsabstands - Aktueller Stand und Ausblick N2 - Es wird die historische Entwicklung des Leitfadens KAS-18 dargestellt. Darauf aufbauend werden die aktuellen Entwicklungen diskutiert. T2 - Meinungs- und Erfahrungsaustausch im Sinne von § 29a BImSchG CY - Münster, Germany DA - 05.09.2024 KW - LUP KAS-18 PY - 2024 AN - OPUS4-60962 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grunewald, Thomas T1 - Nichtelektrischer Explosionsschutz - Grundlagen und Maßnahmen zum nichtelektrischen Explosionsschutz N2 - Bei Geräten und Maschinen zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen gemäß 2014/34/EU muss in der europäischen Union eine Zündgefahrenbewertung durchgeführt werden. Dabei müssen unter anderem die Gefahren von nichtelektrischen Zündquellen betrachtet werden, zu denen auch die mechanischen Schlagvorgänge gehören. Bei mechanischen Schlagvorgängen kommt es infolge des Zusammenstoßes zweier Werkstücke bzw. Bauteile zu einer Umwandlung der kinetischen Energie. Dabei erhöht sich die Temperatur der Werkstoffe an der Kontaktstelle und es kommt unter Umständen zu einem Abtrennvorgang kleiner Partikel erhöhter Temperatur. Sowohl die heißen Kontaktstellen (Zündquelle "heiße Oberflächen") als auch die abgetrennten Partikel (Zündquelle "mechanisch erzeugte Funken") können eine wirksame Zündquelle für ein explosionsfähiges Gasgemisch darstellen. Zur Festlegung von Grenzwerten wurden in der Norm DIN EN ISO 80079-36:2016 die Gasgemische anhand ihrer Explosionsgruppe klassifiziert und zu jeder Gruppe die maximale Energie des Schlagvorgangs festgelegt, unter derer die Entstehung einer wirksamen Zündquelle als unwahrscheinlich angenommen werden kann. Weitere Festlegungen von Grenzwerten für die kinetische Schlagenergie und geeignete Werkstoffpaarungen finden sich u.a. in der DIN EN 1755 (ex-geschützte Flurförderzeuge) und in der DIN EN 14986 (ex-geschützte Ventilatoren). T2 - Ausbildung zum Explosionsschutzbeauftragten im HdT e.V., Veranstalt.-Nr. VA24-00169-E CY - Essen, Germany DA - 23.01.2024 KW - Explosionsschutz KW - Nichtelektrischer Explosionsschutz KW - Mechanischer Explosionsschutz KW - Schlagfunken KW - Schleiffunken KW - Reibfunken KW - Mechanische Funken PY - 2024 AN - OPUS4-60609 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grunewald, Thomas T1 - Explosionsschutz - Grundlagen und Maßnahmen zum nichtelektrischen Explosionsschutz N2 - Bei Geräten und Maschinen zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen gemäß 2014/34/EU muss in der europäischen Union eine Zündgefahrenbewertung durchgeführt werden. Dabei müssen unter anderem die Gefahren von nichtelektrischen Zündquellen betrachtet werden, zu denen auch die mechanischen Schlagvorgänge gehören. Bei mechanischen Schlagvorgängen kommt es infolge des Zusammenstoßes zweier Werkstücke bzw. Bauteile zu einer Umwandlung der kinetischen Energie. Dabei erhöht sich die Temperatur der Werkstoffe an der Kontaktstelle und es kommt unter Umständen zu einem Abtrennvorgang kleiner Partikel erhöhter Temperatur. Sowohl die heißen Kontaktstellen (Zündquelle "heiße Oberflächen") als auch die abgetrennten Partikel (Zündquelle "mechanisch erzeugte Funken") können eine wirksame Zündquelle für ein explosionsfähiges Gasgemisch darstellen. Zur Festlegung von Grenzwerten wurden in der Norm DIN EN ISO 80079-36:2016 die Gasgemische anhand ihrer Explosionsgruppe klassifiziert und zu jeder Gruppe die maximale Energie des Schlagvorgangs festgelegt, unter derer die Entstehung einer wirksamen Zündquelle als unwahrscheinlich angenommen werden kann. Weitere Festlegungen von Grenzwerten für die kinetische Schlagenergie und geeignete Werkstoffpaarungen finden sich u.a. in der DIN EN 1755 (ex-geschützte Flurförderzeuge) und in der DIN EN 14986 (ex-geschützte Ventilatoren). T2 - Ausbildung zum Explosionsschutzbeauftragten CY - Lübeck, Germany DA - 02.07.2024 KW - Mechanisch erzeugte Funken KW - Nichtelektrische Funken KW - Schlagfunken KW - Schleiffunken KW - Reibfunken KW - Nichtelektrischer Explosionsschutz KW - Mechanischer Explosionsschutz PY - 2024 AN - OPUS4-60558 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grunewald, Thomas T1 - Explosionsschutz - Grundlagen und Maßnahmen zum nichtelektrischen Explosionsschutz N2 - Bei Geräten und Maschinen zur bestimmungsgemäßen Verwendung in explosionsgefährdeten Bereichen gemäß 2014/34/EU muss in der europäischen Union eine Zündgefahrenbewertung durchgeführt werden. Dabei müssen unter anderem die Gefahren von nichtelektrischen Zündquellen betrachtet werden, zu denen auch die mechanischen Schlagvorgänge gehören. Bei mechanischen Schlagvorgängen kommt es infolge des Zusammenstoßes zweier Werkstücke bzw. Bauteile zu einer Umwandlung der kinetischen Energie. Dabei erhöht sich die Temperatur der Werkstoffe an der Kontaktstelle und es kommt unter Umständen zu einem Abtrennvorgang kleiner Partikel erhöhter Temperatur. Sowohl die heißen Kontaktstellen (Zündquelle "heiße Oberflächen") als auch die abgetrennten Partikel (Zündquelle "mechanisch erzeugte Funken") können eine wirksame Zündquelle für ein explosionsfähiges Gasgemisch darstellen. Zur Festlegung von Grenzwerten wurden in der Norm DIN EN ISO 80079-36:2016 die Gasgemische anhand ihrer Explosionsgruppe klassifiziert und zu jeder Gruppe die maximale Energie des Schlagvorgangs festgelegt, unter derer die Entstehung einer wirksamen Zündquelle als unwahrscheinlich angenommen werden kann. Weitere Festlegungen von Grenzwerten für die kinetische Schlagenergie und geeignete Werkstoffpaarungen finden sich u.a. in der DIN EN 1755 (ex-geschützte Flurförderzeuge) und in der DIN EN 14986 (ex-geschützte Ventilatoren). T2 - Ausbildung zum Explosionsschutzbeauftragten, Veranstalt.-Nr. VA24-00187-050-E CY - Essen, Germany DA - 04.06.2024 KW - Mechanisch erzeugte Funken KW - Nichtelektrische Funken KW - Schlagfunken KW - Schleiffunken KW - Reibfunken KW - Nichtelektrischer Explosionsschutz KW - Mechanischer Explosionsschutz PY - 2024 AN - OPUS4-60531 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Hahn, Sarah-K. A1 - Krause, Ulrich T1 - BMBF-Vorhaben SEE-2L - Auswirkungen des thermischen Durchgehens von Second-Life-Lithium-Ionen-Batterien auf Modulebene N2 - Elektrische Energiespeicher können unter bestimmten Bedingungen thermisch Durchgehen. Dies ist mit der Freisetzung von großen Mengen an Wärme sowie toxischen und/oder brennbaren Gasen assoziiert. Um die potenziellen Auswirkungen des thermischen Durchgehens zu quantifizieren, wurden Versuche mit Zellen und Modulen mit einem Energieinhalt von bis zu E = 6,85 kWh durchgeführt. Es wurden verschiedene Kenngrößen, wie z.B. Temperatur, Spannung, Massenabbrand, qualitative Gaszusammensetzung sowie Fragmente, messtechnisch erfasst und ausgewertet. Die Ergebnisse können sowohl für Bemessungen im vorbeugenden baulichen Brandschutz als auch in der Prozess- und Anlagensicherheit verwendet werden. Ebenso können sie in Konzept des abwehrenden Brandschutzes integriert werden. KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Elektrische Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Stationäre Energiespeicher KW - Thermisches Durchgehen PY - 2024 SN - 1868-6540 VL - 73. Jahrgang IS - 3 SP - 111 EP - 122 PB - Ebner Media Group GmbH & Co. KG CY - Ulm AN - OPUS4-61082 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Grunewald, Thomas T1 - Entzündung von wasserstoffhaltigen Atmosphären durch mechanisch erzeugte Funken N2 - In einer Forschungskooperation zwischen BG-RCI und der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) wurde im Rahmen des Forschungsvorhabens „HySpark“ untersucht, wie sich die Zündwahrscheinlichkeit von verschiedenen, metallischen Werkstoffpaarungen in unterschiedlichen Methan-Wasserstoff-Gemischen verhält. Es bestehen signifikante Unterschiede in der Zündwahrscheinlichkeit durch mechanisch erzeugte Schlagvorgänge zwischen den ver¬schiedenen Metallen bzw. Stählen und insbesondere zwischen den einzelnen Brenngas/Luft-Gemischen. Mechanisch erzeugte Schlagfunken stellen in explosionsgefährdeten Bereichen eine potentielle Zündquelle dar, oft in Verbindung mit der Zündquelle „heiße Oberflächen“. Eine Vielzahl von mechanischen und reaktionskinetischen Einflüssen verursacht dabei eine komplexe Interaktion von Parametern, von deren Auswirkung auf die Zündwahrscheinlichkeit bislang wenig bekannt ist. Die statistisch erfassten Eigenschaften von Schlagfunken in verschiedenen Untersuchung der BAM lassen auf stochastische Prozesse schließen, bei denen die Anzahl der durch einen Schlagprozess abgetrennten Partikel und deren Oxidationsverhalten sowie die Höhe der kinetischen Schlagenergie entscheidenden Einfluss auf die Zündwahrscheinlichkeit hat /L4/; /L5/. Werkzeuge sind keine Geräte oder Schutzsysteme im Sinne der Richtlinie 2014/34/EU /L1/. Deshalb ist es nicht möglich, Werkzeuge in Übereinstimmung mit dieser Richtlinie zu zertifizieren. Trotzdem müssen die Materialien für solche Werkzeuge bestimmte Mindestanforderungen gemäß TRGS 723 /L2/ erfüllen. Die TRGS 723 Abschnitt 5.15 fordert den Nachweis der Funkenfreiheit der verwendeten Werkstoffpaarung bei Verwendung in explosionsgefährdeten Berei¬chen. Der Nachweis der Erfül¬lung dieser Anforderungen ist durch Zertifizierungen im sogenannten „gesetzlich nicht geregelten“ Bereich möglich. Die BAM bietet diese Zertifizierung im Rahmen ihres Zertifizierungsprogrammes 2.8 „Funkenarme Werkzeuge“ an /L3/. Bei der Gefährdungsbeurteilung für den Gebrauch von Werkzeugen im explosionsgefährdeten Bereich müssen mechanisch erzeugte Funken oder heiße Reibflächen, die bei mechanischen Schlagvorgängen durch den Einsatz von Werkzeugen oder Geräten bzw. Maschinen entstehen können, müssen als Zündquelle gesondert betrachtet werden. Üblicherweise wird die Mindestzündenergie bzw. die Explosionsgruppe auch für die Beurteilung der Zündwirksamkeit von mechanischen Schlägen für Brenngase herangezogen [6]. Während Schlagvorgänge als Zündquelle für explosionsfähige Atmosphären der Explosionsgruppe IIA in vielen Fällen weniger relevant sind, werden sie besonders bei Vorhandensein einer explosionsfähigen Atmosphäre der Explosionsgruppe IIC als sehr wirksame Zündquelle angesehen, die berücksichtigt werden muss. Entsprechend wird in der TRGS 723 [6] sowie der DIN EN ISO 80079-36 [21] als Schutzmaßnahme z.B. die Verwendung von funkenarmen Werkzeugen aus nicht gehärtetem schwer oxidierbarem Nicht-Eisen-Metall genannt, wobei die mögliche kinetische Schlagenergie unter 60 J bleiben und die Funkenfreiheit für die jeweils vorliegende mögliche Werkstoffpaarung (Werkstück, Stützen, Boden usw.) nachgewiesen sein muss. Manche Hersteller von Werkzeugen, die für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen vorgesehen sind, nennen ihre Werkzeuge „funkenfrei“. Die Bezeichnung wird missverständlicher Weise abgeleitet aus dem englischen „non sparking tools“. Die Bezeichnung funkenarme Werkzeuge, „low sparking tools“, trifft eher zu, denn es gibt tatsächlich keine funkenfreien, metallischen Werkzeuge. Denn es ist immer eine Frage mit welcher kinetischen Energie und gegen welchen weiteren potentiellen Schlagpartner/Werkstoff die funkenarmen Werkzeuge geschlagen werden. Üblicherweise werden Werkzeuge für den industriellen Einsatz aus hochlegierten Chromstählen hergestellt. Mit steigender kinetischer Schlagenergie und sinken¬der Zündenergie der Brenngas-Luft-Atmosphäre im explosionsgefährdeten Be¬reich, steigt die Zündwahrscheinlichkeit im Falle von Schlag- oder Reibbeanspru¬chung deutlich. Funkenarme Werkzeuge für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen wer¬den überwiegend aus speziellen Nichteisen-Metalllegierungen (NE-Metall) her¬stellt. Die beiden großen Werkstoffsorten zur Herstellung von funkenarmen Werkzeugen sind Aluminium-Bronze und Kupfer-Aluminium. Für diese beiden Werkstoffe und deren mögliche Schlagpartner gibt es bisher nur wenige umfassenden Untersuchungen mit Aussagen zur Zündwahrscheinlichkeit. T2 - 18. Essener Explosionsschutztage, Haus der Technik e.V. (HdT), Außeninstitut der RWTH Aachen, Veranst.-Nr. VA24-00428-050-E CY - Essen, Germany DA - 24.09.2024 KW - Mechanisch erzeugte Funken KW - Schlagfunken KW - Schleiffunken KW - Reibfunken KW - Nichtelektrische Funken KW - Mechanischer Explosionsschutz KW - Nichtelektrischer Explosionsschutz KW - Funkenarme Werkzeuge KW - Funkenfreie Werkzeuge KW - Ex-Werkzeuge PY - 2024 AN - OPUS4-61120 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hahn, S.-K. A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Bernardy, Christopher T1 - Forschung zur Sicherheit stationärer Energiespeicher - Zwischenspeicher als wichtiger Beitrag für eine erfolgreiche Energiewende N2 - Der Artikel stellt das BMBF-Vorhaben SEE-2L dar. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Beitrag des Vorhabens für die Sicherheit von stationären Energiespeichern. Darüber hinaus wird aufgezeigt, welche Versuche bisher durchgeführt wurden und mit welchen Ergebnissen bis Projektende zu rechnen ist. KW - Stationäre Energiespeicher KW - Elektrische Energiespeicher KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Batterie KW - Thermal runaways PY - 2022 UR - https://www.behoerden-spiegel.de/e-mobility-magazin-2022/ SN - 1437-8337 VL - 2022 IS - Sonderheft E-Mobility Magazin 2022 SP - 23 EP - 24 PB - ProPress CY - Bonn AN - OPUS4-56401 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Projekttreffen BMBF-Vorhaben SEE-2L, Teilvorhaben BAM: Aufbau eines Großversuchsstandes N2 - Der Vortrag stellt den aktuellen Bearbeitungsstand des Teilvorhabens an der BAM dar. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der ersten Versuchsserie mit Batteriezellen und -modulen bis zu 6.8 kWh. Aus diesen Versuche werden die wesentlichen Ergebnisse gezeigt, insbesondere die Teperatur-, Spannungs, Gas- und Gewichtsmessung beim thermischen Durchgehen. T2 - Projekttreffen zum BMBF-Vorhaben SEE-2L (Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in Second Life Anwendungen) CY - BAM TTS, Baruth/Mark - Horstwalde, Germany DA - 08.11.2022 KW - Stationäre Energiespeicher KW - Elektrische Energiespeicher KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - EES PY - 2022 AN - OPUS4-56212 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hahn, Sarah-K. T1 - Second Life Verwendungen - Untersuchungen und erste Erfahrungen mit einem Ausbildungsdemonstrator N2 - Der Vortrag gibt zunächst einen Themeneinstieg in den Bereich der Second-Life-Batterien sowie rechtliche und technische Grundlagen zu Lebenszyklus und Alterung. Im Weiteren werden experimentelle Ergebnisse aus Versuchen zum thermischen Durchgehen mit Batteriemodulen aus dem BMBF-Vorhaben SEE-2L vorgestellt. Darüber hinaus wird ein eigens entwickelter Ausbildungsdemonstrators vorgestellt, welcher einen wesentlichen Baustein des Ergebnistransfers aus dem Vorhaben darstellt. T2 - Brände von Lithium-Ionen Batterien in Elektrofahrzeugen kontrollieren, eindämmen und vorbeugen CY - Essen, Germany DA - 25.04.2024 KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Elektrische Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Stationäre Energiespeicher KW - Thermisches Durchgehen PY - 2024 AN - OPUS4-60187 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Sicherheit stationärer elektrischer Energiespeicher – Ergebnisse aus dem Projekt SEE-2L N2 - Einleitend wird im Vortrag das Aktivitätsfeld Elektrische Energiespeicher und -umwandlung vorgestellt sowie eine kurze Einführung in die Terminologie der elektrischen Energiespeicher gegeben. Im Folgenden wird das BMBF-Vorhaben SEE-2L vorgestellt. Hier wird der Schwerpunkt auf die Entwicklung und den Aufbau eines Großversuchsstand für das thermische Durchgehen von Lithium-Batterien auf Modul- und Batterieebene gelegt. Darüber hinaus werden die Ergebnisse einer ersten Versuchsserie vorgestellt. Zum Abschluss wird ein kurzer Ausblick zu weiteren anstehenden Versuchen gegeben. T2 - Behörden-Erfahrungsaustausch Anlagensicherheit 2024 CY - Berlin, Deutschland DA - 03.06.2024 KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Elektrische Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Stationäre Energiespeicher KW - Thermisches Durchgehen PY - 2024 AN - OPUS4-60190 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hahn, Sarah-K. T1 - Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher – Ergebnisse aus dem Projekt SEE-2L N2 - Die Transformation der Energienutzung von konventionellen zu erneuerbaren Quellen führt dazu, dass zukünftig mehr Energie effizient zwischengespeichert werden muss. Eine Möglichkeit der elektrochemischen Zwischenspeicherung bieten Lithium-Ionen-Batterien. Hierfür können ausgemusterte Automobilantriebsbatterien verwendet werden. Erfüllen sie die hohen Anforderungen des mobilen Bereichs nicht mehr, haben sie oftmals noch eine ausreichende Kapazität und Leistungsfähigkeit für die stationäre Zwischenspeicherung. Neben der Verwendung der Batterien im größeren Maßstab, z.B. bei Energieversorgern, werden durch den vermehrten Einsatz von Photovoltaik-Anlagen in Ein- und Mehrfamilienhäusern verstärkt Zwischenspeicher für Privathaushalte nachgefragt. Dies birgt auch für Einsatzkräfte neue Herausforderungen in der Gefahrenabwehr. Im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekt „SEE-2L – Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in Second Life Anwendungen“ wurden Versuche mit Second Life Modulen durchgeführt. Verbundpartner im Projekt waren neben der vfdb die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung. Zudem war das Institut der Feuerwehr Nordrhein-Westfalen eingebunden. Die durchgeführten Versuche bilden eine Grundlage für die Einordnung der Batteriespeicher, z.B. aus Sicht des baulichen Brandschutzes, zur Methodik der Brandbekämpfung oder zur Risikobewertung hinsichtlich der Prozess- und Anlagensicherheit. Im Beitrag werden die Versuchsergebnisse vorgestellt und Ansätze für deren Anwendung gezeigt. Um die gewonnenen Erkenntnisse zu vermitteln, wurde im Projekt zudem ein Schulungskonzept für Einsätze mit Lithium-Ionen-Technologien erarbeitet, das im Beitrag präsentiert wird. Es besteht aus theoretischen und praktischen Anteilen, sodass bei den Feuerwehren praxisnah aus- bzw. fortgebildet werden kann. T2 - vfdb-Jahresfachtagung CY - Magdeburg, Ger DA - 06.05.2024 KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Elektrische Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Stationäre Energiespeicher KW - Thermisches Durchgehen PY - 2024 AN - OPUS4-60192 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - RPRT A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Bernardy, Christopher T1 - Aufbau eines Großversuchsstandes sowie Realisierung von Brandversuchen mit elektrischen Energiespeichern im Bereich bis 500 kWh - Schlussbericht zum Teilvorhaben BAM, Teil I: Kurzbericht N2 - Der Abschlussbericht stellt die wesentlichen Arbeitsschritte und Ergebnisse des Teilvorhabens der BAM im BMBF-Vorhaben SEE-2L vor. Im Rahmen dieses Vorhabens wurde auf dem Testgelände Technische Sicherheit (BAM TTS) ein Großversuchsstand für das thermische Durchgehen von Lithium-Batterien auf Modul- und Batterieebene entwickelt und aufgebaut. Im Zuge des Projektes konnte eine erste Versuchsserie zu den Auswirkungen des thermischen Durchgehens von Batteriemodulen durchgeführt werden. Der Abschlussbericht umfasst zwei Teile, im Teil I den Kurzbricht und im Teil II die eingehende Darstellung. KW - Thermisches Durchgehen KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Elektrische Energiespeicher KW - Stationäre Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-600676 DO - https://doi.org/10.2314/KXP:1887873864 N1 - Das Projekt SEE-2L ist ein drittmittelfinanziertes Verbundvorhaben des BMBF, Förderkennzeichen 13N15493, Projektlaufzeit 01.02.2021 - 30.04.2023. SP - 1 EP - 20 PB - Technische Informationsbibliothek (TIB) CY - Hannover AN - OPUS4-60067 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hahn, Sarah-K. A1 - Saupe, Alexander A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Bernardy, Christopher A1 - Janßen, Marvin A1 - Amano, Kofi Owusu Ansah A1 - Krause, Ulrich T1 - Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher – Ergebnisse aus dem Projekt SEE-2L N2 - Die Transformation der Energienutzung von konventionellen zu erneuerbaren Quellen führt dazu, dass zukünftig mehr Energie effizient zwischengespeichert werden muss. Eine Möglichkeit der elektrochemischen Zwischenspeicherung bieten Lithium-Ionen-Batterien. Hierfür können ausgemusterte Automobilantriebsbatterien verwendet werden. Erfüllen sie die hohen Anforderungen des mobilen Bereichs nicht mehr, haben sie oftmals noch eine ausreichende Kapazität und Leistungsfähigkeit für die stationäre Zwischenspeicherung. Neben der Verwendung der Batterien im größeren Maßstab, z.B. bei Energieversorgern, werden durch den vermehrten Einsatz von Photovoltaik-Anlagen in Ein- und Mehrfamilienhäusern verstärkt Zwischenspeicher für Privathaushalte nachgefragt. Dies birgt auch für Einsatzkräfte neue Herausforderungen in der Gefahrenabwehr. Im vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Verbundprojekt „SEE-2L – Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher in Second Life Anwendungen“ wurden Versuche mit Second Life Modulen durchgeführt. Verbundpartner im Projekt waren neben der vfdb die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung. Zudem war das Institut der Feuerwehr Nordrhein-Westfalen eingebunden. Die durchgeführten Versuche bilden eine Grundlage für die Einordnung der Batteriespeicher, z.B. aus Sicht des baulichen Brandschutzes, zur Methodik der Brandbekämpfung oder zur Risikobewertung hinsichtlich der Prozess- und Anlagensicherheit. Im Beitrag werden die Versuchsergebnisse vorgestellt und Ansätze für deren Anwendung gezeigt. Um die gewonnenen Erkenntnisse zu vermitteln, wurde im Projekt zudem ein Schulungskonzept für Einsätze mit Lithium-Ionen-Technologien erarbeitet, das im Beitrag präsentiert wird. Es besteht aus theoretischen und praktischen Anteilen, sodass bei den Feuerwehren praxisnah aus- bzw. fortgebildet werden kann. T2 - 70. Jahresfachtagung der vfdb CY - Magdeburg, Deutschland DA - 06.05.2024 KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Elektrische Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Stationäre Energiespeicher KW - Thermisches Durchgehen PY - 2024 SN - 978-3-9360-5038-7 SP - 645 EP - 657 PB - vfdb, Vereinigung zur Förderung des Deutschen Brandschutzes e.V. CY - Münster AN - OPUS4-60068 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Sicherheit elektrochemischer Energiespeicher - Ergebnisse aus dem Projekt SEE-2L N2 - Im Rahmen des BMBF-Vorhabens SEE-2L wurde auf dem Testgelände Technische Sicherheit (BAM TTS) ein Großversuchsstand für das thermische Durchgehen von Lithium-Batterien auf Modul- und Batterieebene entwickelt und aufgebaut. Im Zuge des Projektes konnte eine erste Versuchsserie zu den Auswirkungen des thermischen Durchgehens von Batteriemodulen durchgeführt werden. Im Vortrag werden die wesentlichen Ergebnisse der Versuche vorgestellt. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Elektrische Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Stationäre Energiespeicher KW - Thermisches Durchgehen PY - 2024 AN - OPUS4-60143 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Amano, Kofi Owusu Ansah T1 - Thermal runaway characteristics and gas emission from sodium-ion cells – impact of state of charge level N2 - Like lithium batteries, sodium batteries can also undergo thermal runaway. In a series of tests, 30 thermal runaway tests were carried out with sodium battery cells. The tests were carried out both in nitrogen and in air with different SOCs. The presentation shows the main results of these tests. T2 - 7th International Battery Production Conference (IBPC) CY - Braunschweig, Germany DA - 27.11.2024 KW - Consequneces KW - Electrical Energy Storage KW - Sodium-ion battery KW - Gas release KW - SIB PY - 2024 AN - OPUS4-62178 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Krentel, Daniel A1 - Seeber, Henrik T1 - Sensorträger Einsatzkraft – System zur Erfassung der kurzzeitdynamischen Belastung von Einsatzkräften N2 - Einsatzkräfte von Feuerwehr, Polizei, THW, etc., aber auch Passanten, sind im Training und auch der realen Gefahrenlage einer Vielzahl von Belastungen ausgesetzt. Neben u.a. Gefahrstoffen, elektromagnetischer Strahlung gibt es besondere Gefährdungen wie z. B. Explosionen, die durch eine kurzzeitdynamische Einwirkung charakterisiert sind. Dabei stellt die Überdruckbelastung eine unzureichend erfasste Gefährdung dar [1]. Zur Beurteilung dieser Gefährdung und potenzieller Schutzmöglichkeiten, ist die Erfassung und Charakterisierung der auftretenden Lastfälle in realistischen Einsatz- und Trainingsszenarien mit hochauflösender Messtechnik nötig [2, 3]. Bei der Erfassung sollen der Trainings- oder Einsatzablauf und die körperliche Belastung so gering wie möglich beeinflusst werden. Dies kann mit aktuell verfügbaren Messsystemen nicht gewährleistet werden. Die BAM stellt daher ein System, den „Sensorträger Einsatzkraft“ (StEk), als Prototyp vor. Dieser Prototyp besteht aus einem autarken, kurzzeitdynamischen Messsystem zur Erfassung der Überdruckbelastung von exponierten Personen. Das in einem Rucksack untergebrachte Messsystem zeichnet sich durch geringes Gewicht und Autarkie aus und ermöglicht damit erstmals den dynamischen Einsatz hochauflösender Messtechnik in Trainings- oder Einsatzszenarien mit wissenschaftlichem Anspruch. In Situationen, in denen der Einsatz eines Menschen nicht möglich ist, kann der StEk auch mit einem teilweise biofidelen Dummy mit ergänzender, verbauter Sensorik, eingesetzt werden. Darüber hinaus können mit diesem Ansatz kommerziell erhältliche Druckmonitoring-Tools auf ihre Eignung evaluiert und validiert werden. Derzeit wird ein weiteres autarkes Messsystem aufgebaut, das hinsichtlich der Leistungsfähigkeit der verbauten Messtechnik eine Weiterentwicklung des Prototyps darstellt. Neben der Erfassung kurzzeitiger dynamischer Belastungen sollen auch Belastungen des Trägers wie Lärm, körpernahe Temperatur und Wärmestrahlung erfasst werden können. T2 - Fachkongress „Forschung für den Bevölkerungsschutz“ CY - Bonn, Germany DA - 05.02.2025 KW - Blast KW - Low-level blast KW - Explosionswirkung KW - Einsatzkraft KW - Messtechnik PY - 2025 AN - OPUS4-62550 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Xie, Yongliang A1 - Lv, Na A1 - Huang, Yan A1 - Wu, Dejian A1 - Gong, Liang A1 - Yang, Xufeng A1 - Zeng, Yikai T1 - Comparative analysis on temperature characteristics of hydrogen-powered and traditional fossil-fueled vehicle fires in the tunnel under longitudinal ventilations N2 - Vehicle fires in the tunnel are a great threat to the safe operation of the tunnel. Due to the rapid development of the hydrogen economy, the fire due to the hydrogen leakage could not be avoided and may bring great damage to the passengers and infrastructure. Due to the large difference between pool fires of traditional fossil-fueled and jet fires of hydrogen-powered vehicles, it is in doubt whether the existing longitudinal ventilation design could still be effective for the safety issue of hydrogen powered vehicles. To solve this problem, it is necessary to compare temperature characteristics of hydrogen-powered and traditional vehicle fires with and without longitudinal ventilations. In present work, we conducted a numerical investigation to discuss the different temperature distributions of traditional and hydrogen-fueled vehicle fires. Results indicate that the high temperature zone of the pool fire only exists above the ceiling of the vehicle. For hydrogen-powered vehicle fire, the high-speed hydrogen jet with the strong inertial force could push the hot smoke flows back to the ground. The ceiling temperature of hydrogen-powered vehicle fire is larger since hydrogen-powered vehicle has a larger heat release rate and the fire hazard of jet fires bring more danger compared with the pool fire. Although the temperature stratification is also obvious for the hydrogen-powered vehicle fire, the air temperature in the lower region could be heated and still high enough to bring a great damage to the passengers’ lives. This is quite different with the traditional pool fire. In addition, the critical ventilation velocity is also discussed. The theoretical equation could well predict the critical ventilation velocity of traditional vehicle fires. For hydrogen-powered vehicle fires, the critical ventilation velocity could reach up to 6 m/s. The theoretical equation could not well predict the critical ventilation velocity of hydrogen-powered vehicle fires due to exist of hydrogen jet fires. KW - Hydrogen fire KW - Tunnel KW - Longitudinal ventilation KW - Comparative study PY - 2022 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2022.05.203 SN - 0360-3199 VL - 47 IS - 57 SP - 24107 EP - 24118 PB - Elsevier CY - Oxford AN - OPUS4-62839 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Amano, Kofi Owusu Ansah A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Gimadieva, Elena A1 - Köhler, Florian A1 - Krause, Ulrich T1 - Thermal runaway and explosibility of the gas release from 18650 sodium-ion cells of NFM chemistry N2 - The present study investigates the thermal runaway behaviour and explosibility of the gas mixture released from sodium-ion batteries (SIBs). A total of 30 tests comprising two test series were performed using 18650 SIBs with a NaNi1/3Fe1/3Mn1/3O2 (NFM) chemistry. The cells of SOC level = 0 %, 25 %, 50 %, 75 % and 100 % were subjected to thermal abuse inside a 10 L pressurized reaction vessel. In test series 1, the tests were performed in an air atmosphere. In test series 2, an inert atmosphere was used. First, the total amount of gas released from the SIBs was calculated based on the temperature and pressure measured in the reaction vessel. Subsequently, a gas composition analysis was performed using a Fourier-transformed infrared (FTIR) spectrometer. This study revealed that the thermal runaway in SIBs could be categorized into four phases. At the onset of thermal runaway, the thermal runaway-induced explosion of the cells resulted in a rate of temperature rise ranging from 2 K/s to 70 K/s. The investigation further revealed a peak reaction temperature of 415 ◦C and a maximum pressure of 4 bar could be reached at thermal runaway in the 10 L vessel. The gas release of up to 5 ± 0.3 L (4 ± 0.2 L/Ah, 1.3 ± 0.1 L/Wh) from test series 1 and 2.4 ± 0.2 L (2 ± 0.1 L/Ah, 0.53 ± 0.04 L/Wh) from test series 2 showed a dependence on SOC and failure environment used. By applying Le Chatelier's mixing rule, the measured gas release from the air atmosphere showed a calculated lower explosion limit and upper explosion limit values of 4.8 % and 24 % in volume fraction, respectively. KW - Sodium-ion battery KW - Thermal runaway KW - Gas release KW - Gas explosion KW - Explosion limit PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-631782 DO - https://doi.org/10.1016/j.est.2025.116614 SN - 2352-152X VL - 122 SP - 1 EP - 16 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-63178 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Hahn, Sarah-K. T1 - Second Life Verwendungen - Untersuchungen und erste Erfahrungen mit einem Ausbildungsdemonstrator N2 - Der Vortrag gibt zunächst einen Themeneinstieg in den Bereich der Second-Life-Batterien sowie rechtliche und technische Grundlagen zu Lebenszyklus und Alterung. Im Weiteren werden experimentelle Ergebnisse aus Versuchen zum thermischen Durchgehen mit Batteriemodulen aus dem BMBF-Vorhaben SEE-2L vorgestellt. Darüber hinaus wird ein eigens entwickelter Ausbildungsdemonstrators vorgestellt, welcher einen wesentlichen Baustein des Ergebnistransfers aus dem Vorhaben darstellt. T2 - Brände von Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen kontrollieren, eindämmen und vorbeugen CY - Essen, Germany DA - 25.03.2025 KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Elektrische Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Stationäre Energiespeicher KW - Thermisches Durchgehen PY - 2025 AN - OPUS4-63180 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher A1 - Konert, Florian A1 - Popiela, Bartosz A1 - Sarif, Raduan T1 - H2Safety@BAM: Competence Center for safe hydrogen technologies N2 - Presentation of the competence center H2Safety@BAM at the European PhD Hydrogen Conference 2024 in Ghent, Belgium. T2 - European PhD Hydrogen Conference 2024 (EPHyC2024) CY - Ghent, Belgium DA - 20.03.2024 KW - H2safety KW - Hydrogen KW - Safety KW - Competence center PY - 2024 AN - OPUS4-59756 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Hahn, Sarah-K. A1 - Tschirschwitz, Rico A1 - Pascal, Schmitz A1 - Krause, Ulrich T1 - Forschung zur Sicherheit von Elektroenergiespeichern N2 - Bei der Umstellung der Energieversorgung von fossilen auf „erneuerbare“ Energieträger kommt der Zwischenspeicherung von Energie eine entscheidende Bedeutung zu. Volatile Energieträger wie Solar- und Windenergie werden in Abhängigkeit der Tageszeit und des Wetters gewonnen, sodass die Energiegewinnung starken Schwankungen unterliegt und gleichzeitig begrenzt vorhersagbar ist. Hinzu kommt, dass der Zeitpunkt von Spitzenwerten verfügbarer Energie (z. B. Sommernachmittag bei Wind und Sonnenschein) nur bedingt mit den Zeiten des größten Energiebedarfs (z. B. Winterabend mit niedrigen Temperaturen) übereinstimmt. KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Thermisches Durchgehen KW - Stationäre Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Elektrische Energiespeicher PY - 2025 UR - https://www.schadenprisma.de/archiv/artikel/forschung-zur-sicherheit-von-elektroenergiespeichern/ SN - 0343-3560 VL - 2025 IS - 2 SP - 14 EP - 17 PB - Institut für Schadenverhütung und Schadenforschung der öffentlichen Versicherer e.V. (IFS) CY - Kiel AN - OPUS4-63994 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - van Wingerden, Kees T1 - Untersuchung der Freisetzung von Flüssigwasserstoff auf und unter Wasser N2 - In einer Reihe von Experimenten wurden die möglichen Folgen der Freisetzung von verflüssigtem Wasserstoff (LH2) auf, bzw. unter Wasser untersucht. Die Experimente zielten darauf ab, eine unbeabsichtigte Freisetzung von LH2 (z.B. durch Schlauchabriss) insbesondere bei der Betankung eines Schiffes zu simulieren. Für verflüssigtes Erdgas (LNG) wurden dabei sog. RPT’s (rapid phase transition) nachgewiesen, bei denen die spontane Verdampfung relevante Druckwellen erzeugt. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass RPTs auch im Falle von LH2 möglich sind. Die Versuche wurden auf dem Testareal Wasserstoffsicherheit auf dem Testgelände Technische Sicherheit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM-TTS) in Horstwalde, im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der BAM und Gexcon im Rahmen des SH2IFT-Programms durchgeführt. Die LH2-Freisetzungen erfolgten direkt aus einem LH2-Tanklastwagen über eine lange, flexible, vakuumisolierte Transferleitung. Während die Freisetzung oberhalb und unterhalb der Wasseroberfläche jeweils vertikal orientiert war, wurde bei der Unterwasserfreisetzung zusätzlich eine horizontale Ausströmung, parallel zur Wasseroberfläche realisiert. Zur Bestimmung des Massenstromes, wurde ein Wägesystem unter dem Tankwagen eingesetzt. Spezielle Drucksensoren wurden verwendet, um die durch die Freisetzungsvorgänge erzeugten Stoßwellen sowohl im Wasser als auch in der Luft zu messen. Die Gaskonzentrationen über dem Wasserbecken wurden an verschiedenen Positionen gemessen. Hochgeschwindigkeits-, Infrarot- (IR) und normale Kameras wurden eingesetzt, um die Phänomenologie der Freisetzung aufzuzeichnen und das Verhalten der Gaswolke im Zeitverlauf zu verfolgen. Neben den fest installierten Systemen an Land, kamen auch Unterwasserkameras sowie eine Drohne mit Normal- und IR-Kameras zum Einsatz. Zwei Wetterstationen wurden zur Messung von Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit während aller durchgeführten Tests eingesetzt. Des Weiteren kamen Bolometer zur Wärmestrahlungsmessung zum Einsatz. Zwar führten die Freisetzung zu einer hochturbulenten LH2/Wasser Mischzone, jedoch zu keinen nennenswerten Überdrücken durch RPT. Im Gegensatz dazu wurde unerwartet, aber reproduzierbar, eine Zündung der Gaswolke in freier Luft in einiger Entfernung von den Instrumenten und dem Ort der Freisetzung beobachtet. Die daraus resultierenden Gaswolkenexplosionen führten zu relevanten Überdrücken und zur Wärmeabstrahlung in die Umgebung. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung 2024 CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - Flüssigwasserstoff KW - LH2 KW - Freisetzung KW - RPT KW - Gaswolkenexplosion PY - 2024 SN - 978-3-948749-42-2 SP - 127 EP - 136 CY - Magedburg AN - OPUS4-59709 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Bernardy, Christopher A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - Schalau, Bernd A1 - Kant, Hanjo A1 - Schulze, Marcel A1 - Orchini, Alessandro T1 - Large-scale investigations of the thermal radiation of hydrogen jet flames N2 - For industrial applications dealing with hydrogen, the definition of safety distances and the assessment of possible hazards emanating from releases is mandatory. Since hydrogen is usually stored and transported under pressure, one scenario to be considered is the momentum driven release of hydrogen from a leakage with subsequent ignition. In this scenario, the emitted heat radiation from the resulting jet flame to the surroundings has to be determined to define adequate safety distances. For hydrocarbon flames, different jet flame models are available to assess the hazards resulting from an ignited jet release. Since hydrogen flames differ from hydrocarbon flames in their combustion behavior, it has to be checked if these models are also applicable for hydrogen. To evaluate the accuracy of these models for hydrogen jet flames, tests with a horizontal outlet at large-scale are carried out at the BAM Test Site for Technical Safety (BAM-TTS). Herein, the flame geometry and the heat radiation at defined locations in the surroundings are recorded for varying release parameters such as release pressure (currently up to max. 250 bar), mass flow (up to max. 0.175 kg/s) at an outlet diameter of 30 mm (with an upstream nozzle of 7.7 mm). The challenge here is the characterization of the flame geometry in an open environment and its impact on the thermal radiation. Existing heat radiation data from the literature are mostly based on unsteady outflow conditions. For a better comparability with the steady state jet flame models, the experiments presented here are focused on ensuring a constant mass flow over the release duration (currently 120 s) to obtain a stationary jet flame. In addition, stationary outflow tests with hydrocarbons (methane) were also carried out, which are intended to serve as reference tests for checking flame models based on hydrocarbon data. The comparison of the flame geometry shows that hydrogen jet flames with the same outlet mass flow have a greater flame length (average deviation of 15 %) but a smaller flame diameter than methane jet flames (average deviation of 17 %). Conclusions regarding thermal radiation show that the proportion of total combustion energy emitted as thermal radiation is lower for hydrogen (x_rad= 0.04–0.09) than for methane (x_rad = 0.06–0.1). A comparison of the surface emissive power (SEP) of the jet flame shows a SEP range of 7 kW/m2-15 kW/m2 for hydrogen and 3 kW/m2 - 9,5 kW/m2 for methane. KW - Hydrogen KW - Release KW - Thermal radiation KW - Jet flame KW - Radiant heat fraction PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-622891 DO - https://doi.org/10.1016/j.jlp.2024.105491 SN - 1873-3352 VL - 94 SP - 1 EP - 6 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-62289 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - Schalau, Bernd A1 - Schulze, Marcel A1 - Kant, Hanjo A1 - Orchini, Alessandro ED - Di Benedetto, Almerinda ED - Portarapillo, Maria T1 - Investigation of the thermal radiation from hydrogen jet flames N2 - For industrial applications dealing with hydrogen, the definition of safety distances and the assessment of possible hazards emanating from releases is mandatory. Since hydrogen is usually stored and transported under pressure, one scenario to be considered is the momentum driven release of hydrogen from a leakage with subsequent ignition. In this scenario, the emitted heat radiation from the resulting jet flame to the surroundings has to be determined to define adequate safety distances. For hydrocarbon flames, different jet flame models are available to assess the hazards resulting from an ignited jet release. Since hydrogen flames differ from hydrocarbon flames in their combustion behavior, it has to be checked if these models are also applicable for hydrogen. To evaluate the accuracy of these models for hydrogen jet flames, tests at real-scale are carried out at the BAM Test Site for Technical Safety (BAM-TTS). Herein, the flame geometry and the heat radiation at defined locations in the surroundings are recorded for varying release parameters such as leakage diameter (currently up to 30 mm), release pressure (currently up to max. 250 bar) and mass flow (up to max. 0.5 kg/s). The challenge here is the characterization of the flame geometry in an open environment and its impact on the thermal radiation. Existing heat radiation data from the literature are mostly based on unsteady outflow conditions. For a better comparability with the steady state jet flame models, the experiments presented here are focused on ensuring a constant mass flow over the release duration to obtain a (quasi) stationary jet flame. In addition, stationary outflow tests with hydrocarbons (methane) were also carried out, which are intended to serve as reference tests for checking flame models based on hydrocarbon data. T2 - 15th International Symposium on Hazards, Prevention and Mitigation of Industrial Explosions (ISHPMIE) CY - Neaples, Italy DA - 10.06.2024 KW - Hydrogen KW - Release KW - Jet flame KW - Thermal radiation PY - 2024 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-605107 DO - https://doi.org/10.5281/zenodo.12515710 VL - 2024 SP - 1322 EP - 1333 PB - Zenodo CY - Geneva AN - OPUS4-60510 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim T1 - P2X: From production to application Safety issues around hydrogen N2 - For hazard Assessment purposes we need models to predict what would happen in case of an accident. The challenge in hazard assessment consists not only in choosing the right model, but beforehand to define the correct scenario. For hydrogen applications the validity of the models has to be checked, as well as the kind of scenario to assume for accidental releases of hydrogen. Open questions on these topics will be adressed and the newly founded competecne centre for Hydrogen Saftey at BAM will be presented. T2 - VDMA Webinar P2X: From production to application CY - Online Meeting DA - 18.05.2021 KW - Hydrogen KW - Hasard assessment KW - Modeling PY - 2021 AN - OPUS4-52678 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - Schalau, Bernd A1 - Kant, Hanjo A1 - Schulze, Marcel A1 - Orchini, Alessandro ED - Nabizada, A. ED - Dechany, A. ED - B. Carré, B. ED - Stendardo, E. ED - Lappa, F. ED - Vanlaere, J. ED - Mendoza, M.J. ED - Dejonghe, M. ED - Daese, M. ED - Namazifard, N. ED - Jacops, R. ED - Jottrand, S. ED - Pahlavan, S. T1 - Real scale safety investigations of hydrogen jet flames at high pressure N2 - In order to reduce the human footprint of CO2 emissions and limit global warming effects hydrogen combustion is becoming increasingly important. To enable fuel cells and gas turbines to operates this carbon free fuel, unprecedently large amounts of hydrogen need to be produced and safely transported and stored. The investigation of the effects of accidents involving hydrogen is therefore becoming of outmost importance. Since hydrogen is usually stored and transported under pressure, one scenario to be considered is the release of hydrogen from a leakage with subsequent ignition. The resulting jet flame must be characterized with respect to the thermal radiation emitted into the environment to define safety regulations. Various models that characterize the resulting flame shape and radiation already exist in the literature, but these are mainly based on empirical data from hydrocarbon jet flames.[1-4] To verify these models, a H2 Jet Flame project conducted at BAM, is investigating the safety of momentum driven hydrogen jet flames. For this purpose, large-scale tests are carried out at the Test Site Technical Safety (BAM-TTS). The object of the investigations is to assess the effects of real scale release scenarios regarding flame geometry and the thermal radiation emitted. Parameters such as release angle, leakage diameter (currently 1 mm to 10 mm), pressure (currently up to max. 250 bar) and mass flow (up to max. 0.5 kg/s) are varied. In addition, influences such as the type of ignition, ignition location as well as delayed ignition can also be investigated. The gained knowledge will be compared with existing jet flame models, to validate these and identify a possible need for further development. In particular, the focus will be laid on the thermal radiation of hydrogen flames. The challenge here is the visualization and characterization of the flame geometry in an open environment. Visualization is performed using infrared (IR) camera systems from at least two viewing angles. Measurements of the heat radiation of jet flames, which can be found in the literature, are mostly based on unsteady outflow conditions. The experimental setup used here allows for the generation of a steady-state outflow for several minutes and thus a direct comparability with existing (steady-state) models. Furthermore, the tests can be carried out for comparative measurements with hydrocarbons (methane, etc.) as well as mixtures of hydrogen and hydrocarbons. T2 - European PhD Hydrogen Conference 2024 (EPHyC2024) CY - Gent, Belgium DA - 20.03.2024 KW - Thermal radiation KW - Release KW - Hydrogen KW - Jet flame PY - 2024 SP - 551 EP - 556 AN - OPUS4-59910 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - van Wingerden, K. A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Skarsvag, H. L. A1 - Ustolin, F. A1 - Paltrinieri, N. A1 - Odsaeter, L. H. ED - Pierucci, S. ED - Klemes, J. J. T1 - Experimental Investigation into the Consequences of Release of Liquified Hydrogen onto and under Water N2 - Large-scale experiments have been performed to investigate the possible consequences of realistic amounts of liquified hydrogen (LH2) encountering water. The experiments aimed at simulating an accidental release of LH2 onto water, for instance during the fuelling of a ship. For liquified natural gas (LNG), it has been demonstrated that physical explosions may occur when it is spilled onto water. These phenomena are referred as rapid phase transitions (RPTs). It cannot be excluded that RPTs are also possible in the case of LH2. The tests were performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Horstwalde, Germany. The tests were performed in a 10 m x 10 x 1.5 m basin filled with water. LH2 releases of up to about 1 kg/s were established releasing directly from a trailer carrying LH2. The releases occurred from a height of 50 cm above the water surface pointing downwards, 30 cm under the water surface pointing downwards and 30 cm under the water surface pointed along the water surface. All release configurations resulted in a very chaotic LH2-water mixing zone, causing considerable evaporation and resulting in minor over pressures. No RPTs were observed. The main phenomenon to be observed is, however, an ignition of the released gas cloud resulting in significant blast wave overpressures and heat radiation to the surroundings. The ignition occurred in all under-water releases and in about 90 % of the releases above the water surface. T2 - 17th EFCE International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in Process Industries CY - Prague, Czech Rebpublic DA - 05.06.2022 KW - Liquid Hydrogen KW - LH2 KW - Release KW - RPT KW - Rapid Phase Transition PY - 2022 DO - https://doi.org/10.3303/CET2290091 SN - 2283-9216 VL - 90 SP - 541 EP - 546 PB - AIDIC CY - Milano AN - OPUS4-55324 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher T1 - Thermal Radiation Investigations of Real-Scale Hydrogen Jet Flames at High Pressure N2 - In order to reduce global warming, the use of hydrogen as a renewable energy source is becoming more important. To enable this transition, unprecedently large amounts of hydrogen need to be safely transported and stored. Since hydrogen is usually stored and transported under pressure, one scenario to be considered is the release of hydrogen from a leakage with subsequent ignition. The resulting jet flame must be characterized with respect to the thermal radiation emitted into the environment to define safety distances. Various models that characterize the resulting flame shape and radiation already exist in the literature, but these are mainly based on empirical data from hydrocarbon jet flames. To verify the applicability of these models to hydrogen, real-scale tests are carried out at the BAM Test Site for Technical Safety (BAM-TTS) with the aim to assess the flame geometry and the emitted thermal radiation. Parameters such as leakage diameter (currently up to 30 mm), pressure (currently up to max. 250 bar) and mass flow (up to max. 0.5 kg/s) are varied. In particular, the focus will be laid on the measurement and modelling of the thermal radiation. The challenge here is the characterization of the flame geometry in an open environment and its impact on the thermal radiation. Existing heat radiation data from literature are mostly based on unsteady outflow conditions. The experimental setup used here allows for the generation of a steady-state outflow for several minutes and thus a direct comparability with existing (steady-state) models. Furthermore, stationary outflow tests with hydrocarbons (methane) were also carried out, which are intended to serve as reference tests for checking flame models based on hydrocarbon data. Following from the experimental investigations, modelling parameters such as the Surface Emissive Power (SEP) and the radiant heat fraction for hydrogen and methane will be compared to literature data. T2 - Center for Hydrogen Safety Americas Conference, American Institute of Chemical Engineers CY - Las Vegas, NV, USA DA - 21.05.2024 KW - Thermal radiation KW - Hydrogen KW - Release KW - Jet flame PY - 2024 AN - OPUS4-60195 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - van Wingerden, K. A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Ustolin, F. A1 - Paltrinieri, N. ED - Pierucci, S. ED - Klemes, J. J. T1 - Medium-scale tests to investigate the possibility and effects of BLEVEs of storage vessels containing liquified hydrogen N2 - Experiments have been performed to determine the consequences of a storage vessel containing liquified hydrogen (LH2) is engulfed by a fire. The tests were performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Germany within a research cooperation between BAM and Gexcon as part of the SH2IFT program. Three tests were performed using double-walled vacuum insulated vessels of 1 m3 volume varying the orientation of the vessel and the effect of the insulation material used (perlite or multi-layer insulation (MLI)). The degree of filling of the vessel was approximately 35 % in each of the tests performed. The fire load was provided by a propane fed burner positioned under the storage vessel and designed to give a homogeneous fire load. In one of the tests a rupture of the storage vessel occurred causing a blast, a fireball and fragments. Apart from measuring these consequences, the conditions in the vessel (e.g. temperatures and pressure) during the heating process were monitored in all three tests. The work described was undertaken as part of the project Safe Hydrogen fuel handling and Use for Efficient Implementation (SH2IFT). T2 - 17th EFCE International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in Process Industries CY - Prague, Czech Republic DA - 05.06.2022 KW - Liquid hydrogen KW - LH2 KW - BLEVE KW - Cryogenic tank PY - 2022 DO - https://doi.org/10.3303/CET2290092 SN - 2283-9216 VL - 90 SP - 547 EP - 552 PB - AIDIC CY - Milano AN - OPUS4-55323 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher T1 - Wärmestrahlung von Freistrahlflammen N2 - Wasserstoff als Energieträger gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die Untersuchung von Störfallauswirkungen mit Wasserstoff rückt somit stärker in den Fokus. Da Wasserstoff meist unter Druck gelagert und transportiert wird, ist ein zu betrachtendes Szenario die Freisetzung aus einer Leckage mit anschließender Zündung. Die daraus resultierende Freistrahlflamme (Jet Flame) muss hinsichtlich der in die Umgebung emittierten Wärmestrahlung charakterisiert werden. In der Literatur existieren bereits verschiedene Modelle ([1], [2]), welche jedoch vermehrt auf Daten aus Kohlenwasserstoffflammen mit geringem Impuls basieren. Zur Überprüfung dieser Modelle wird im Zuge des BAM internen H2 Jet Flame Projektes die sicherheitstechnische Untersuchung von impulsbehafteten Wasserstoff Freistrahlflammen vorgenommen. Hierfür finden Versuche im Realmaßstab auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM-TTS) statt. Gegenstand der Untersuchungen ist die Beurteilung der Auswirkungen von realistischen Freisetzungsszenarien hinsichtlich der Flammengeometrie und der freigesetzten Wärmestrahlung. Dabei werden Parameter wie Freisetzungswinkel, Leckagedurchmesser (z.Zt. 1 mm bis 10 mm), Druck (z.Zt. bis max. 250 bar) und Massenstrom (bis max. 0,5 kg/s) variiert. Zusätzlich können auch Einflüsse wie Art der Zündung, Zündort sowie Zündung mit zeitlichem Verzug untersucht werden. Gewonnene Erkenntnisse werden mit den Ergebnissen bereits vorhandener Modelle verglichen und diese im Bedarfsfall weiterentwickelt. Insbesondere wird der Fokus auf die Modellierung der freigesetzten Wärmestrahlung von Wasserstoffflammen gelegt. Herausforderung dabei stellt die IR-Vermessung und Modellierung von Sichtmodellen der Flammen dar. Die Visualisierung der Flammengeometrie wird mit Hilfe mehrerer Infrarot Kamerasystemen (aus mindestens zwei Blickwinkeln) vorgenommen. Bisherige Messungen, die in der Literatur zu finden sind, basieren meist auf instationären Auströmbedingungen. Der hier verwendete Versuchsaufbau ermöglicht ein stationäres Ausströmen für mehrere Minuten und somit eine direkte Vergleichbarkeit mit den existierenden (stationären) Modellen. Weiterhin ist der Versuchsstand umrüstbar für Vergleichsmessungen mit Kohlenwasserstoffen (Methan etc.) sowie Mischungen aus Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen. T2 - DECHEMA - Fachgruppe Auswirkungen von Stoff- und Energiefreisetzungen CY - Online meeting DA - 08.11.2023 KW - Freistrahlflamme KW - Wärmestrahlung KW - Wasserstoff KW - Methan PY - 2023 AN - OPUS4-60513 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - GEN A1 - Hahn, Sarah-K. A1 - Janßen, Marvin A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Was macht eigentlich… der Demonstrator aus dem Forschungsprojekt SEE-2L? N2 - In den Jahren 2021 bis 2023 hat die BAM im Verbund mit weiteren Institutionen das BMBF-Vorhaben SEE-2L bearbeitet. Der Artikel gibt einen kurzen Überblick über die daraus weitergeführten Aktivitäten. KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Thermisches Durchgehen KW - Stationäre Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Elektrische Energiespeicher PY - 2025 UR - https://info.sifo.de/-lp/GZ5jd25436/c5350177#SEE-2L VL - 2025 IS - 06 SP - 24 EP - 28 PB - Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) CY - Bonn AN - OPUS4-63996 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Mair, Georg W. A1 - Thomas, Sebastian A1 - Schalau, Bernd A1 - Wang, Bin T1 - Safety criteria for the transport of hydrogen in permanently mounted composite pressure vessels N2 - The recent growth of the net of hydrogen fuelling stations increases the demands to transport compressed hydrogen on road by battery vehicles or tube-trailers, both in composite pressure vessels. As a transport regulation, the ADR is applicable in Europe and adjoined regions, and is used for national transport in the EU. This regulation provides requirements based on the behaviour of each individual pressure vessel, regardless of the pressure of the transported hydrogen and relevant consequences resulting from generally possible worst case scenarios such as sudden rupture. In 2012, the BAM (German Federal Institute for Materials Research and Testing) introduced consequence-dependent requirements and established them in national transport requirements concerning the “UN service life checks” etc. to consider the transported volume and pressure of gases. This results in a requirement that becomes more restrictive as the product of pressure and volume increases. In the studies presented here, the safety measures for hydrogen road transport are identified and reviewed through a number of safety measures from countries including Japan, the USA and China. Subsequently, the failure consequences of using trailer vehicles, the related risk and the chance are evaluated. A benefit-related risk criterion is suggested to add to regulations and to be defined as a safety goal in standards for hydrogen transport vehicles and for mounted pressure vessels. Finally, an idea is given for generating probabilistic safety data and for highly efficient evaluation without a significant increase of effort. T2 - ICHS 2019 CY - Adelaide, Australia DA - 24.09.2019 KW - F-N-diagram KW - Chance-risk analysis KW - Pressure-volume product KW - Limit of acceptable consequence KW - Minimum burst pressure PY - 2020 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-511589 DO - https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2020.07.268 SN - 0360-3199 VL - 46 IS - 23 SP - 12577 EP - 12593 PB - Elsevier Ltd. AN - OPUS4-51158 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher T1 - Real scale safety investigations of hydrogen jet flames at high pressure N2 - In order to reduce the human footprint of CO2 emissions and limit global warming effects hydrogen combustion is becoming increasingly important. To enable fuel cells and gas turbines to operates this carbon free fuel, unprecedently large amounts of hydrogen need to be produced and safely transported and stored. The investigation of the effects of accidents involving hydrogen is therefore becoming of outmost importance. Since hydrogen is usually stored and transported under pressure, one scenario to be considered is the release of hydrogen from a leakage with subsequent ignition. The resulting jet flame must be characterized with respect to the thermal radiation emitted into the environment to define safety regulations. Various models that characterize the resulting flame shape and radiation already exist in the literature, but these are mainly based on empirical data from hydrocarbon jet flames.[1-4] To verify these models, a H2 Jet Flame project conducted at BAM, is investigating the safety of momentum driven hydrogen jet flames. For this purpose, large-scale tests are carried out at the Test Site Technical Safety (BAM-TTS). The object of the investigations is to assess the effects of real scale release scenarios regarding flame geometry and the thermal radiation emitted. Parameters such as release angle, leakage diameter (currently 1 mm to 10 mm), pressure (currently up to max. 250 bar) and mass flow (up to max. 0.5 kg/s) are varied. In addition, influences such as the type of ignition, ignition location as well as delayed ignition can also be investigated. The gained knowledge will be compared with existing jet flame models, to validate these and identify a possible need for further development. In particular, the focus will be laid on the thermal radiation of hydrogen flames. The challenge here is the visualization and characterization of the flame geometry in an open environment. Visualization is performed using infrared (IR) camera systems from at least two viewing angles. Measurements of the heat radiation of jet flames, which can be found in the literature, are mostly based on unsteady outflow conditions.The experimental setup used here allows for the generation of a steady-state outflow for several minutes and thus a direct comparability with existing (steady-state) models. Furthermore, the tests can be carried out for comparative measurements with hydrocarbons (methane, etc.) as well as mixtures of hydrogen and hydrocarbons. T2 - European PhD Hydrogen Conference 2024 (EPHyC2024) CY - Gent, Belgium DA - 20.03.2024 KW - Hydrogen KW - Release KW - Jet flame KW - Thermal radiation PY - 2024 AN - OPUS4-59908 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher T1 - Investigation of the thermal radiation from hydrogen jet flames N2 - For industrial applications dealing with hydrogen, the definition of safety distances and the assessment of possible hazards emanating from releases is mandatory. Since hydrogen is usually stored and transported under pressure, one scenario to be considered is the momentum driven release of hydrogen from a leakage with subsequent ignition. In this scenario, the emitted heat radiation from the resulting jet flame to the surroundings has to be determined to define adequate safety distances. For hydrocarbon flames, different jet flame models are available to assess the hazards resulting from an ignited jet release. Since hydrogen flames differ from hydrocarbon flames in their combustion behavior, it has to be checked if these models are also applicable for hydrogen. To evaluate the accuracy of these models for hydrogen jet flames, tests at real-scale are carried out at the BAM Test Site for Technical Safety (BAM-TTS). Herein, the flame geometry and the heat radiation at defined locations in the surroundings are recorded for varying release parameters such as leakage diameter (currently up to 30 mm), release pressure (currently up to max. 250 bar) and mass flow (up to max. 0.5 kg/s). The challenge here is the characterization of the flame geometry in an open environment and its impact on the thermal radiation. Existing heat radiation data from the literature are mostly based on unsteady outflow conditions. For a better comparability with the steady state jet flame models, the experiments presented here are focused on ensuring a constant mass flow over the release duration to obtain a (quasi) stationary jet flame. In addition, stationary outflow tests with hydrocarbons (methane) were also carried out, which are intended to serve as reference tests for checking flame models based on hydrocarbon data. T2 - 15th International Symposium on Hazards, Prevention and Mitigation of Industrial Explosions (ISHPMIE) CY - Naples, Italy DA - 10.06.2024 KW - Hydrogen KW - Release KW - Jet flame KW - Thermal radiation PY - 2024 AN - OPUS4-60512 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - van Wingerden, Kees ED - Beyer, Michael ED - Lucassen, Arnas T1 - Large-scale tests to investigate the consequences of exposing cryogenic storage vessels containing liquid hydrogen to a fire load N2 - Large Scale Experiments have been performed to determine whether a storage vessel containing liquid hydrogen (LH2) and caught in a fire engulfing the vessel can result in a BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) and if so its consequences. The tests were performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Germany at the Hydrogen Test Area (H2TA) within a research cooperation between BAM and Gexcon as part of the SH2IFT program. Three tests were performed using double-walled vacuum insulated vessels of 1 m3 volume. The cylindrical Vessels differed in orientation (horizontal or vertical) and the insulation material used (perlite or multi-layer insulation (MLI)). The degree of filling of the vessels was approximately 35-40 % in each of the tests performed. The fire load was provided by a propane fed burner-system positioned under the storage vessel and designed to give a homogeneous fire load. The conditions in the vessel (temperatures and pressure) as well as external effects (heat radiation, blast waves, flame ball development and fragmentation) were measured. All vessels were equipped with K-type thermocouples at several locations at the inner and outer vessel shell. The pressure inside the inner vessel and in the space between the inner and outer vessels (vacuum pressure) was measured. Bolometers were used to measure the heat radiation generated by both the propane fire and that generated by a possible fireball/BLEVE. To measure blast generated by the vessel burst/BLEVEs blast pencils were positioned at up to three locations. Further several cameras were used to monitor the events: normal cameras, infrared (IR)-cameras, high-speed cameras also on board of an UAV. Two of these vessels, a horizontal and a vertical vessel both insulated with perlite withstood the fire loading for 1 hour 20 minutes and 4 hours respectively without catastrophic failure. A horizontal vessel insulated with MLI failed by bursting after 1 hour and 6 minutes resulting in a fireball, fragments, and blast wave. T2 - 14th International Symposium on Hazards, Prevention and Mitigation of Industrial Explosions CY - Braunschweig, Germany DA - 11.07.2022 KW - Prevention KW - Industrial explosions KW - BLEVE KW - LH2 KW - Fire ball KW - Fragments PY - 2022 DO - https://doi.org/10.7795/810.20221124 SP - 168 EP - 181 AN - OPUS4-59440 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - Rappsilber, Tim A1 - Krüger, Simone A1 - Raspe, Tina A1 - Wagner, Patrick A1 - Liebner, Christian A1 - Strzyz, Thaddeus A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Hazard classification of different lithium-ion battery types after triggering thermal runaway N2 - For a better understanding of relevant parameters influencing the thermal runaway, this work classifies the behavior of six different types of lithium-ion batteries. Based on 145 repeatable tests, this research has created a unique and detailed database of battery behavior during thermal runaway. It contains information about changes in cell temperature, voltage, mass loss, smoke gas release and gas pressure. When it comes to characterizing the thermal runaway behavior across different cell types, this work eliminates the need for complex meta-analyses, which can only provide limited information due to the different test conditions in different test benches. In a pressure-resistant 100 dm³ autoclave and an 8-m³ room with connected multi gas analysis, 24 setups were examined under identical conditions. The investigations were carried out as a function of the variation parameters cell geometry, cathode active material, state of charge and initiation method of thermal runaway. The analysis of the measurement data reveals clear differences in the thermal runaway behavior of the tested cell types and can be used as a reference for determining the hazard potential in individual assessment categories of different cells. All measured values from both test benches as well as the visual evaluation of the cell behavior during the test runs in the 8 m³ room are made available in a comprehensive data table in the supplementary material. KW - Lithium Ion KW - Thermal Runaway KW - State of charge KW - Hazard classification KW - gas emission PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-634429 DO - https://doi.org/10.1016/j.jlp.2025.105691 SN - 0950-4230 VL - 97 SP - 1 EP - 15 PB - Elsevier B.V. CY - Amsterdam AN - OPUS4-63442 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim A1 - van Wingerden, Kees T1 - Unterfeuerung von Flüssigwassersttofftanks - Topologie eines kritischen Behälterversagens N2 - In einer Versuchsreihe im Realmaßstab wurden drei Flüssigwasserstofftanks (LH2) unterfeuert. Hierbei sollte unter anderem geklärt werden, ob es, analog zu druckverflüssigten Gasen, zu einem BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Cloud Explosion) kommen kann. Die Experimente wurden auf dem Testareal Wasserstoffsicherheit des Testgeländes Technische Sicherheit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM-TTS) im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der BAM und Gexcon, als Teil des SH2IFT-Programms durchgeführt. Es handelte sich um doppelwandige, vakuumisolierte Tanks von 1 m³ Volumen. Die zylindrischen Tanks unterschieden sich durch ihre Ausrichtung (horizontal oder vertikal) und das verwendete Isoliermaterial (Perlit oder Mehrschichtisolierung (MLI). Der Füllgrad der Tanks betrug bei jedem der durchgeführten Tests etwa 35-40 %. Die Brandlast wurde homogen durch ein propangasbetriebenes Brennersystem erzeugt. Gemessen wurden die Bedingungen im Behälter (Temperaturen und Druck) sowie äußere Randbedingungen und Auswirkungen beim Versagen (Wärmestrahlung, Druckwellen, Flammenballentwicklung und Fragmentierung). Mit Bolometern wurde die Wärmestrahlung gemessen, die sowohl durch das Propanfeuer als auch durch einen möglichen Feuerball/BLEVE erzeugt wurde. Zur Messung der durch das Bersten von Behältern/BLEVEs erzeugten Druckwellen wurden sog. Pencil-Probes verwendet. Des Weiteren wurden mehrere Kameras zur Überwachung der Experimente eingesetzt: Normalbildkameras, Infrarot (IR)-Kameras und Hochgeschwindigkeitskameras, sowohl bodengestützt als auch mittels einer Drohne. Zwei der untersuchten Tanks, ein horizontaler und der vertikale, die beide mit Perlit isoliert waren, hielten der Brandbelastung stand, ohne dass es zu einem Behälterversagen kam. Der mit MLI isolierte horizontale Behälter barst nach 1 Stunde und 6 Minuten und erzeugte dabei einen Feuerball, Trümmerflug und eine Druckwelle. Neben der Beschreibung der Auswirkungen eines kritischen Versagens eines LH2-Tanks sind weitere Ziele der Arbeit die Identifizierung kritischer Behälterzustände sowie die Erstellung eines umfassendes Datensatzes der Trümmer des geborstenen Tanks. Die größten Abstände für kritische Abstände ergaben sich durch Fragmentwurf. Hier sollen 3D-Scans für die Verwendung in CAD und FEM Anwendungen bereitgestellt werden. Umfassende Daten zu den Fragmentwurfweiten, -massen und -positionen wurden bereits publiziert. Damit soll die Voraussetzung geschaffen werden, um vorhandene Wurfweitenmodelle, die bisher nur für einschalige Behälter konzipiert wurden auf ihre Eignung für mehrschalige Behälter zu überprüfen oder mögliche Anpassungen anhand der realen Daten vornehmen zu können. Zudem wurde damit begonnen die nicht geborstenen Tanks zu vermessen und zu zerlegen, um u.a. die Perlit-Schüttung auf Beeinträchtigungen durch den Transport und die Unterfeuerung zu untersuchen. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung 2024 CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - LH2 KW - Flüssigwasserstoff KW - Bleve KW - Tank KW - Bersten KW - Unterfeuerung PY - 2024 SN - 978-3-948749-42-2 SP - 117 EP - 126 CY - Magdeburg AN - OPUS4-59711 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Experimental investigation of the consequences of release of liquified hydrogen onto and under water N2 - Large-scale experiments have been performed to investigate the possible consequences of realistic amounts of liquified hydrogen (LH2) encountering water. The tests were performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Horstwalde, Germany. The experiments aimed at investigating that upon contact with water, the evaporation rate of LH2 can be that high that physical explosions or even rapid phase transitions (RPTs), could occur. RPTs can generate air and underwater blast pressures which could damage adjacent plant or structures (which has been demonstrated when releasing LNG). The tests were performed in a 10 m x 10 x 1.5 m basin filled with water. LH2 releases with mass flows ranging from approximately 0.25 kg/s to approximately 0.8 kg/s were established releasing directly from a trailer carrying LH2. The LH2 was released through a 46 m long flexible double vacuum insulated transfer line (inner diameter 39 mm). The releases occurred from a height of 50 cm above the water surface pointing downwards, 30 cm under the water surface pointing downwards and 30 cm under the water surface pointing along the water surface. The release system allowed for an initial phase to release flashed LH2 into the air before redirecting the flow towards the water surface for liquid release. A thermocouple inserted near the nozzle is used to indicate the presence of LH2 at the nozzle. The nozzle could be moved up and downwards relative to the water surface and also moved into the water. The release system was purged with helium before starting a release. A mouthpiece at the end of the release line as well as a manually operated valve at the trailer were used to vary the release rate. The temperature of the water and the air was measured at multiple locations. The temperature of the air was also measured at H2 concentration probe locations. In addition, the temperature in the filling line was measured (1 at the outlet and 1 further down into the filling line). The pressure in the filling line was also measured at 3 locations, one located directly at the outlet. The release rate was determined based on the weight loss rate of the road tanker. To this end the trailer was placed onto load cells. Special blast pressure sensors were used to measure the shock waves generated by the rapid evaporation or other phenomena both in the water and in the air. At several locations the gas concentration development in time was measured. Heat radiation was measured at 3 distances from the point of release. High speed, Infra-Red (IR) cameras and normal cameras were used to record events and to follow the gas cloud behaviour in time. This includes cameras mounted on a drone and an underwater camera. Two weather stations were used to measure wind speed, wind direction, temperature and humidity during all tests performed. All investigated release configurations resulted in a very chaotic LH2-water mixing zone, causing considerable evaporation and resulting in minor over pressures. The main phenomenon observed was an ignition of the released gas cloud, resulting in significant blast wave overpressures and heat radiation to the surroundings. The ignition occurred in all under-water releases and in about 90 % of the releases above the water surface. The location of the ignition occurred in free air at some distance from the instrumentation and release location. T2 - 14th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosions (ISHPMIE) CY - Braunschweig, Germany DA - 11.07.2022 KW - Liquid Hydrogen KW - LH2 KW - RPT KW - Rapid Phase Transition KW - Release PY - 2022 AN - OPUS4-55356 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - van Wingerden, K. T1 - Medium scale tests to investigate the possibility and effects of BLEVEs of storage vessels containing liquified hydrogen N2 - Experiments have been performed to determine the consequences of a storage vessel containing liquified hydrogen (LH2) is engulfed by a fire. The tests were performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Germany within a research cooperation between BAM and Gexcon as part of the SH2IFT program. Three tests were performed using double-walled vacuum insulated vessels of 1 m3 volume varying the orientation of the vessel and the effect of the insulation material used (perlite or multi-layer insulation (MLI)). The degree of filling of the vessel was approximately 35 % in each of the tests performed. The fire load was provided by a propane fed burner positioned under the storage vessel and designed to give a homogeneous fire load. In one of the tests a rupture of the storage vessel occurred causing a blast, a fireball and fragments. Apart from measuring these consequences, the conditions in the vessel (e.g. temperatures and pressure) during the heating process were monitored in all three tests. The work described was undertaken as part of the project Safe Hydrogen fuel handling and Use for Efficient Implementation (SH2IFT). T2 - 17th EFCE International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in Process Industries CY - Prague, Czech Republic DA - 05.06.2022 KW - Liquid hydrogen KW - LH2 KW - BLEVE KW - Cryogenic tank PY - 2022 AN - OPUS4-55321 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Consequences of exposing cryogenic storage vessels containing liquid hydrogen to a fire load N2 - Experiments have been performed to determine whether a storage vessel containing LH2 and caught in a fire engulfing the vessel can result in a BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion) and if so its effects. The tests were performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Horstwalde, Germany. Three tests were performed using double-walled vacuum insulated vessels of 1 m3 volume. The cylindrical Vessels differed in orientation (horizontal or vertical) and the insulation material used (perlite or multi-layer insulation (MLI)). The degree of filling of the vessels was approximately 35-40 % in each of the tests performed. The fire load was provided by a propane fed burner positioned under the storage vessel and designed to give a homogeneous fire load. The conditions in the vessel (temperatures and pressure) as well as external effects (heat radiation, blast waves, flame ball development and fragmentation) were measured. All vessels were equipped with K-type thermocouples at several locations: inside the inner vessel in the gas phase and the liquid phase, on the inner and outer side of the inner vessel and on the inner and outer side of the outer vessel. The pressure inside the inner vessel (both in liquid, as a level indicator, and gaseous phase), and in the space between the inner and outer vessels (vacuum pressure) was measured. Bolometers were used to measure the heat radiation generated by both the propane fire and that generated by a possible fireball/BLEVE. To measure blast generated by the vessel burst/BLEVEs blast pencils were positioned at three locations in two directions. Weather conditions were monitored at two weather stations. Further several cameras were used to monitor the events: normal cameras, infrared (IR)-cameras, high-speed cameras also on board of a drone. Two of these vessels, a horizontal and a vertical vessel both insulated with perlite withstood the fire loading for 1 hour 20 minutes and 4 hours respectively without catastrophic failure. A horizontal vessel insulated with MLI failed by bursting after 1 hour and 6 minutes resulting in a fireball, fragments, and blast waves. T2 - 14th International Symposium on Hazards, Prevention, and Mitigation of Industrial Explosions (ISHPMIE) CY - Braunschweig, Germany DA - 11.07.2022 KW - Liquid Hydrogen KW - LH2 KW - BLEVE KW - Cryogenic Tank PY - 2022 AN - OPUS4-55355 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - van Wingerden, K. T1 - Experimental investigation into the consequences of release of liquified hydrogen onto and under water N2 - Large-scale experiments have been performed to investigate the possible consequences of realistic amounts of liquified hydrogen (LH2) encountering water. The experiments aimed at simulating an accidental release of LH2 onto water, for instance during the fuelling of a ship. For liquified natural gas (LNG), it has been demonstrated that physical explosions may occur when it is spilled onto water. These phenomena are referred as rapid phase transitions (RPTs). It cannot be excluded that RPTs are also possible in the case of LH2. The tests were performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Horstwalde, Germany. The tests were performed in a 10 m x 10 x 1.5 m basin filled with water. LH2 releases of up to about 1 kg/s were established releasing directly from a trailer carrying LH2. The releases occurred from a height of 50 cm above the water surface pointing downwards, 30 cm under the water surface pointing downwards and 30 cm under the water surface pointed along the water surface. All release configurations resulted in a very chaotic LH2-water mixing zone, causing considerable evaporation and resulting in minor over pressures. No RPTs were observed. The main phenomenon to be observed is, however, an ignition of the released gas cloud resulting in significant blast wave overpressures and heat radiation to the surroundings. The ignition occurred in all under-water releases and in about 90 % of the releases above the water surface. T2 - 17th EFCE International Symposium on Loss Prevention and Safety Promotion in Process Industries CY - Prague, Czech Republic DA - 05.06.2022 KW - Liquid Hydrogen KW - LH2 KW - RPT KW - Rapid phase transition KW - Release PY - 2022 AN - OPUS4-55322 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - Schalau, Bernd A1 - Kant, Hanjo A1 - Schulze, Marcel A1 - Orchini, Alessandro T1 - Sicherheitstechnische Untersuchungen von Wasserstoff Freistrahlflammen bei Hochdruck im Realmaßstab N2 - Wasserstoff als Energieträger gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die Untersuchung von Störfallauswirkungen mit Wasserstoff rückt somit stärker in den Fokus. Da Wasserstoff meist unter Druck gelagert und transportiert wird, ist ein zu betrachtendes Szenario die Freisetzung aus einer Leckage mit anschließender Zündung. Die daraus resultierende Freistrahlflamme (Jet Flame) muss hinsichtlich der in die Umgebung emittierten Wärmestrahlung charakterisiert werden. In der Literatur existieren bereits verschiedene Modelle, welche jedoch vermehrt auf Daten aus Kohlenwasserstoffflammen mit geringem Impuls basieren. Zur Überprüfung dieser Modelle wird im Zuge des BAM internen H2 Jet Flame Projektes die sicherheitstechnische Untersuchung von impulsbehafteten Wasserstoff Freistrahlflammen vorgenommen. Hierfür finden Versuche im Realmaßstab auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM-TTS) statt. Gegenstand der Untersuchungen ist die Beurteilung der Auswirkungen von realistischen Freisetzungsszenarien hinsichtlich der Flammengeometrie und der freigesetzten Wärmestrahlung. Dabei werden Parameter wie Freisetzungswinkel, Leckagedurchmesser (z.Zt. 1 mm bis 10 mm), Druck (z.Zt. bis max. 250 bar) und Massenstrom (bis max. 0,5 kg/s) variiert. Zusätzlich können auch Einflüsse wie Art der Zündung, Zündort sowie Zündung mit zeitlichem Verzug untersucht werden. Gewonnene Erkenntnisse werden mit den Ergebnissen bereits vorhandener Modelle verglichen und diese im Bedarfsfall weiterentwickelt. Insbesondere wird der Fokus auf die Modellierung der freigesetzten Wärmestrahlung von Wasserstoffflammen gelegt. Herausforderung dabei stellt die IR-Vermessung und Modellierung von Sichtmodellen der Flammen dar. Die Visualisierung der Flammengeometrie wird mit Hilfe mehrerer Infrarot Kamerasystemen (aus mindestens zwei Blickwinkeln) vorgenommen. Bisherige Messungen, die in der Literatur zu finden sind, basieren meist auf instationären Auströmbedingungen. Der hier verwendete Versuchsaufbau ermöglicht ein stationäres Ausströmen für mehrere Minuten und somit eine direkte Vergleichbarkeit mit den existierenden (stationären) Modellen. Weiterhin ist der Versuchsstand umrüstbar für Vergleichsmessungen mit Kohlenwasserstoffen (Methan etc.) sowie Mischungen aus Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung 2024 CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - Wärmestrahlung KW - Wassersoff KW - Freistrahlflamme PY - 2024 SN - 978-3-948749-42-2 SP - 137 EP - 146 CY - Magdeburg AN - OPUS4-59912 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin T1 - Unterfeuerung von Flüssigwasserstofftanks N2 - In einer Versuchsreihe im Realmaßstab wurden drei Flüssigwasserstofftanks (LH2) unterfeuert. Hierbei sollte unter anderem geklärt werden, ob es, analog zu druckverflüssigten Gasen, zu einem BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapor Cloud Explosion) kommen kann. Die Experimente wurden auf dem Testareal Wasserstoffsicherheit des Testgeländes Technische Sicherheit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM-TTS) im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der BAM und Gexcon, als Teil des SH2IFT-Programms durchgeführt. Es handelte sich um doppelwandige, vakuumisolierte Tanks von 1 m³ Volumen. Die zylindrischen Tanks unterschieden sich durch ihre Ausrichtung (horizontal oder vertikal) und das verwendete Isoliermaterial (Perlit oder Mehrschichtisolierung (MLI). Der Füllgrad der Tanks betrug bei jedem der durchgeführten Tests etwa 35-40 %. Die Brandlast wurde homogen durch ein propangasbetriebenes Brennersystem erzeugt. Gemessen wurden die Bedingungen im Behälter (Temperaturen und Druck) sowie äußere Randbedingungen und Auswirkungen beim Versagen (Wärmestrahlung, Druckwellen, Flammenballentwicklung und Fragmentierung). Mit Bolometern wurde die Wärmestrahlung gemessen, die sowohl durch das Propanfeuer als auch durch einen möglichen Feuerball/BLEVE erzeugt wurde. Zur Messung der durch das Bersten von Behältern/BLEVEs erzeugten Druckwellen wurden sog. Pencil-Probes verwendet. Des Weiteren wurden mehrere Kameras zur Überwachung der Experimente eingesetzt: Normalbildkameras, Infrarot (IR)-Kameras und Hochgeschwindigkeitskameras, sowohl bodengestützt als auch mittels einer Drohne. Zwei der untersuchten Tanks, ein horizontaler und der vertikale, die beide mit Perlit isoliert waren, hielten der Brandbelastung stand, ohne dass es zu einem Behälterversagen kam. Der mit MLI isolierte horizontale Behälter barst nach 1 Stunde und 6 Minuten und erzeugte dabei einen Feuerball, Trümmerflug und eine Druckwelle. Neben der Beschreibung der Auswirkungen eines kritischen Versagens eines LH2-Tanks sind weitere Ziele der Arbeit die Identifizierung kritischer Behälterzustände sowie die Erstellung eines umfassendes Datensatzes der Trümmer des geborstenen Tanks. Die größten Abstände für kritische Abstände ergaben sich durch Fragmentwurf. Hier sollen 3D-Scans für die Verwendung in CAD und FEM Anwendungen bereitgestellt werden. Umfassende Daten zu den Fragmentwurfweiten, - massen und -positionen wurden bereits publiziert. Damit soll die Voraussetzung geschaffen werden, um vorhandene Wurfweitenmodelle, die bisher nur für einschalige Behälter konzipiert wurden auf ihre Eignung für mehrschalige Behälter zu überprüfen oder mögliche Anpassungen anhand der realen Daten vornehmen zu können. Zudem wurde damit begonnen die nicht geborstenen Tanks zu vermessen und zu zerlegen, um u.a. die Perlit-Schüttung auf Beeinträchtigungen durch den Transport und die Unterfeuerung zu untersuchen. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung 2024 CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - LH2 KW - BLEVE KW - Bersten KW - Tank KW - Unterfeuerung PY - 2024 AN - OPUS4-59715 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher T1 - Sicherheitstechnische Untersuchungen von Wasserstoff Freistrahlflammen im Realmaßstab N2 - - Bestimmung von sicherheitstechnischen Parametern von Freistrahlflammen hinsichtlich der Flammengeometrie mittels Thermografie sowie der emittierten Wärmestrahlung - Gegenüberstellung mit Referenzunteruntersuchungen zu Kohlenflammenstofffreistrahlflammen (Methan) - Einordnung und Vergleich der Ergebnisse mit existierende Freistrahlflammenmodellen und Literaturdaten T2 - VDI - Fachkonferenz - Wasserstoff 2024 - Technische Sicherheit CY - Cologne, Germany DA - 24.09.2024 KW - Wasserstoff KW - Freistrahlflammen KW - Wärmestrahlung KW - Strahlungsanteil PY - 2024 AN - OPUS4-61496 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Untersuchung der Freistzung von Flüssigwasserstoff auf und unter Wasser N2 - In einer Reihe von Experimenten wurden die möglichen Folgen der Freisetzung von verflüssigtem Wasserstoff (LH2) auf, bzw. unter Wasser untersucht. Die Experimente zielten darauf ab, eine unbeabsichtigte Freisetzung von LH2 (z.B. durch Schlauchabriss) insbesondere bei der Betankung eines Schiffes zu simulieren. Für verflüssigtes Erdgas (LNG) wurden dabei sog. RPT’s (rapid phase transition) nachgewiesen, bei denen die spontane Verdampfung relevante Druckwellen erzeugt. Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass RPTs auch im Falle von LH2 möglich sind. Die Versuche wurden auf dem Testareal Wasserstoffsicherheit auf dem Testgelände Technische Sicherheit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM-TTS) in Horstwalde, im Rahmen einer Forschungskooperation zwischen der BAM und Gexcon im Rahmen des SH2IFT-Programms durchgeführt. Die LH2-Freisetzungen erfolgten direkt aus einem LH2-Tanklastwagen über eine lange, flexible, vakuumisolierte Transferleitung. Während die Freisetzung oberhalb und unterhalb der Wasseroberfläche jeweils vertikal orientiert war, wurde bei der Unterwasserfreisetzung zusätzlich eine horizontale Ausströmung, parallel zur Wasseroberfläche realisiert. Zur Bestimmung des Massenstromes, wurde ein Wägesystem unter dem Tankwagen eingesetzt. Spezielle Drucksensoren wurden verwendet, um die durch die Freisetzungsvorgänge erzeugten Stoßwellen sowohl im Wasser als auch in der Luft zu messen. Die Gaskonzentrationen über dem Wasserbecken wurden an verschiedenen Positionen gemessen. Hochgeschwindigkeits-, Infrarot- (IR) und normale Kameras wurden eingesetzt, um die Phänomenologie der Freisetzung aufzuzeichnen und das Verhalten der Gaswolke im Zeitverlauf zu verfolgen. Neben den fest installierten Systemen an Land, kamen auch Unterwasserkameras sowie eine Drohne mit Normal- und IR-Kameras zum Einsatz. Zwei Wetterstationen wurden zur Messung von Windgeschwindigkeit, Windrichtung, Temperatur und Luftfeuchtigkeit während aller durchgeführten Tests eingesetzt. Des Weiteren kamen Bolometer zur Wärmestrahlungsmessung zum Einsatz. Zwar führten die Freisetzung zu einer hochturbulenten LH2/Wasser Mischzone, jedoch zu keinen nennenswerten Überdrücken durch RPT. Im Gegensatz dazu wurde unerwartet, aber reproduzierbar, eine Zündung der Gaswolke in freier Luft in einiger Entfernung von den Instrumenten und dem Ort der Freisetzung beobachtet. Die daraus resultierenden Gaswolkenexplosionen führten zu relevanten Überdrücken und zur Wärmeabstrahlung in die Umgebung. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung 2024 CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - LH2 KW - Flüssigwasserstoff KW - Gaswolkenexplosion KW - Freisetzung KW - RPT PY - 2024 AN - OPUS4-59716 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Bernardy, Christopher T1 - Sicherheitstechnische Untersuchungen von Wasserstoff Freistrahlflammen bei Hochdruck im Realmaßstab N2 - Wasserstoff als Energieträger gewinnt zunehmend an Bedeutung. Die Untersuchung von Störfallauswirkungen mit Wasserstoff rückt somit stärker in den Fokus. Da Wasserstoff meist unter Druck gelagert und transportiert wird, ist ein zu betrachtendes Szenario die Freisetzung aus einer Leckage mit anschließender Zündung. Die daraus resultierende Freistrahlflamme (Jet Flame) muss hinsichtlich der in die Umgebung emittierten Wärmestrahlung charakterisiert werden. In der Literatur existieren bereits verschiedene Modelle, welche jedoch vermehrt auf Daten aus Kohlenwasserstoffflammen mit geringem Impuls basieren. Zur Überprüfung dieser Modelle wird im Zuge des BAM internen H2 Jet Flame Projektes die sicherheitstechnische Untersuchung von impulsbehafteten Wasserstoff Freistrahlflammen vorgenommen. Hierfür finden Versuche im Realmaßstab auf dem Testgelände Technische Sicherheit der BAM (BAM-TTS) statt. Gegenstand der Untersuchungen ist die Beurteilung der Auswirkungen von realistischen Freisetzungsszenarien hinsichtlich der Flammengeometrie und der freigesetzten Wärmestrahlung. Dabei werden Parameter wie Freisetzungswinkel, Leckagedurchmesser (z.Zt. 1 mm bis 30 mm), Druck (z.Zt. bis max. 250 bar) und Massenstrom (bis max. 0,5 kg/s) variiert. Zusätzlich können auch Einflüsse wie Art der Zündung, Zündort sowie Zündung mit zeitlichem Verzug untersucht werden. Gewonnene Erkenntnisse werden mit den Ergebnissen bereits vorhandener Modelle verglichen und diese im Bedarfsfall weiterentwickelt. Insbesondere wird der Fokus auf die Modellierung der freigesetzten Wärmestrahlung von Wasserstoffflammen gelegt. Herausforderung dabei stellt die IR-Vermessung und Modellierung von Sichtmodellen der Flammen dar. Die Visualisierung der Flammengeometrie wird mit Hilfe mehrerer Infrarot Kamerasystemen (aus mindestens zwei Blickwinkeln) vorgenommen. Bisherige Messungen, die in der Literatur zu finden sind, basieren meist auf instationären Auströmbedingungen. Der hier verwendete Versuchsaufbau ermöglicht ein stationäres Ausströmen für mehrere Minuten und somit eine direkte Vergleichbarkeit mit den existierenden (stationären) Modellen. Weiterhin ist der Versuchsstand umrüstbar für Vergleichsmessungen mit Kohlenwasserstoffen (Methan etc.) sowie Mischungen aus Wasserstoff und Kohlenwasserstoffen. T2 - Magdeburg-Köthener Brandschutz- und Sicherheitstagung 2024 CY - Magdeburg, Germany DA - 14.03.2024 KW - Wassersoff KW - Freistrahlflamme KW - Wärmestrahlung PY - 2024 AN - OPUS4-59911 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Kluge, Martin A1 - Habib, Abdel Karim T1 - Consequences of exposing cryogenic storage vessels containing liquid hydrogen to a fire load N2 - Within a research cooperation between BAM and Gexcon as part of the SH2IFT program, large scale experiments have been performed at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) to determine the hazards emerging from a vacuum insulated cryogenic storage vessel containing liquified hydrogen (LH2) is caught in a fire engulfing it. T2 - ELVHYS, 2nd Safety Workshop CY - Online meeting DA - 29.11.2023 KW - BLEVE KW - Cryoegenic storage vessel KW - Liquified hydrogen PY - 2023 AN - OPUS4-59021 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Habib, Abdel Karim A1 - Kluge, Martin A1 - van Wingerden, Kees ED - Beyer, Michael ED - Lucassen, Arnas T1 - Experimental investigation into the consequences of release of liquified hydrogen onto and under water N2 - Large-scale experiments have been performed to investigate the possible consequences of realistic amounts of liquified hydrogen (LH2) encountering water. The experiments aimed at simulating an accidental release of LH2 during especially the fuelling of a ship. For liquified natural gas (LNG) it has been demonstrated that when spilled onto water the evaporation rate can be that high that physical explosions occur which are referred as rapid phase transitions (RPTs). It cannot be excluded that RPTs are also possible in the case of LH2. The tests were performed in a 10 m x 10 m x 1.5 m basin filled with water, at the Test Site Technical Safety of the Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) in Horstwalde, Germany within a research cooperation between BAM and Gexcon as part of the SH2IFT program. LH2 releases were established releasing directly from a trailer carrying LH2 through a long flexible double vacuum insulated transfer line. The releases occurred from a height of 50 cm above and 30 cm under the water surface both pointing downwards and 30 cm under the water surface pointing along the water surface too. The release rate was determined based on the weight loss rate of the road tanker which was placed onto load cells. Special blast pressure sensors were used to measure the shock waves generated by the release processes both in the water and in the air. At several locations the gas concentration was measured. Heat radiation was measured at 3 distances from the point of release. High speed, Infrared (IR) and normal cameras were used to record events and to follow the gas cloud behaviour in time. This includes cameras mounted on a UAV and underwater cameras. Two weather stations were used to measure wind speed, wind direction, temperature and humidity during all tests performed. All investigated release configurations resulted in a very chaotic LH2-water mixing zone, causing considerable evaporation but only minor over pressures. The main phenomenon observed was an ignition of the released gas cloud, resulting in significant blast wave overpressures and heat radiation to the surroundings. The location of the ignition occurred in free air at some distance from the instrumentation and release location. T2 - 14th International Symposium on Hazards, Prevention and Mitigation of Industrial Explosions (ISHPMIE 2022) CY - Braunschweig, Germany DA - 11.07.2022 KW - LH2 KW - RPT KW - Release KW - Gas cloud explosion KW - Heat radiation PY - 2022 SP - 182 EP - 196 AN - OPUS4-59441 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Tschirschwitz, Rico T1 - Stromspeicher in der Hausanwendung - Auswirkungen im Versagensfall N2 - Im Vortrag wird zunächst eine kurze Einleitung zum Aufbau der Batteriespeicher, Ursachen des thermischen Durchgehens sowie den Auswirkungen anhand bisheriger Versuchsdaten gegeben. Schwerpunkt im Folgenden sind Versuche zu den Auswirkungen beim Versagen von einzelnen Modulen. Darüber hinaus werden weitere Versuche zur Propagation mit mehreren Modulen sowie PoC hinsichtlich der brandschutztechnischen Abtrennung zwischen den einzelnen Modulen vorgestellt. T2 - Forum Schadenverhütung 2025 CY - Berlin, Germany DA - 14.10.2025 KW - Auswirkungsbetrachtungen KW - Thermisches Durchgehen KW - Stationäre Energiespeicher KW - Lithium-Ionen-Batterie KW - Elektrische Energiespeicher PY - 2025 AN - OPUS4-64363 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Nattuveettil, Keerthana A1 - Liebner, Christian A1 - Tiebe, Carlo T1 - Hydrogen safety- Dealing with Closed Spaces N2 - Hydrogen is under discussion as a potentially clean energy source, but its safe usage and handling in enclosed environments remains a critical challenge due to the properties of hydrogen. This work focuses on detecting and monitoring hydrogen concentration in closed spaces to improve safety by developing a sensor network-based leak detection system to prevent of the accumulation of hazardous mixtures. Furthermore, the study details the implementation of a hydrogen sensor network within a container, analysing sensor placement, data collection, and safety improvements. The findings contribute to better risk assessment and enhanced safety protocols in hydrogen storage and usage facilities. T2 - SMSI 2025 CY - Nuremberg, Germany DA - 06.05.2025 KW - Sensor Network KW - Hydrogen safety KW - QI-Digital PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-640630 SN - 978-3-910600-06-5 DO - https://doi.org/10.5162/SMSI2025/C6.2 SP - 167 EP - 168 PB - AMA Verband für Sensorik und Messtechnik e.V. CY - Berlin AN - OPUS4-64063 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai T1 - Safety issues in the hydrogen value chain N2 - In a public lecture at UNAM JEDS Campus in Ongwediva, students, teachers and professors were introduced to safety issues in the hydrogen value chain, state of safety and open research issues. Existing knowledge gaps, identified by experts from the German Hydrogen Research Network, were presented to motivate the students and responsible persons at UNAM, that the implementation of a master course at the university is reasonable to train skilled workers for the development of a hydrogen infrastructure in Namibia. T2 - Public Lecture at UNAM JEDS Campus CY - Ongwediva, Namibia DA - 15.09.2025 KW - Hydrogen safety KW - Research topics KW - Perspective of skilled workers PY - 2025 AN - OPUS4-64439 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai T1 - Vertrauen in Wasserstofftechnologien - Sicherheitsaspekte in der Wasserstoff-Wertschöpfungskette N2 - Wo stehen wir bei Wasserstoff in Sachen Sicherheit? Welche Lücken gibt es aktuell, und wie sind sie zu schließen? Der Weg zur Wasserstoffwirtschaft verlangt die Einführung zahlreicher „neuer“ Technologien in vielen Bereichen. Dies kann aber nur gelingen, wenn Entscheidungsträger und Öffentlichkeit gleichermaßen davon überzeugt sind, dass diese Technologien ausreichend erprobt und sicher sind. Die Sicherheit der Wasserstofftechnologien muss dabei mindestens mit der technologischen Entwicklung Schritt halten - besser noch sie vorwegnehmen - um allzu konservative und kostspielige Sicherheitslösungen zu vermeiden und die praktische Nutzbarkeit und Sicherheit von Wasserstoff zu demonstrieren. Gelingt dies nicht, können schon einzelne sicherheitsrelevante Vorfälle schnell zu Unsicherheiten und erheblichem Vertrauensverlust führen. Im Rahmen einer Webinarreihe des VDMA stellte die BAM vor, wie es aktuell um die Sicherheit in Sachen Wasserstoff bestellt ist, welche konkreten Herausforderungen noch zu bewältigen sind und wie erkannte Lücken geschlossen werden können. T2 - VDMA Power-to-X Webseminar CY - Online meeting DA - 29.10.2024 KW - Wasserstoff KW - Sicherheit KW - Vertrauen KW - Akzeptanz KW - Wertschöpfungskette PY - 2024 AN - OPUS4-61481 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai T1 - Kompetenzzentrum H2Safety – Aktuelle Themen zur Wasserstoffsicherheit N2 - In einer Keynote bei der VDI-Fachkonferenz Wasserstoff 2024: Technische Sicherheit hat die BAM das Kompetenzzentrum H2Safety@BAM sowie verschiedene Arbeiten zum Thema Wasserstoffsicherheit sowie Wissens- und Technologietransfer halten dürfen. Wichtige Kernbotschaften waren allgemein Sicherheitsfragen entlang der Wasserstoff-Wertschöpfungskette, Sicherheit muss von Beginn an bei der Entwicklung einer Technologie berücksichtigt werden und Sicherheitskonzepte müssen mit dem Technologiereifegrad mitwachsen. T2 - VDI-Fachtagung Wasserstoff 2024: Technische Sicherheit CY - Cologne, Germany DA - 24.09.2024 KW - Wasserstoff KW - Sicherheit KW - Wertschöpfungskette KW - Sicherheitskonzepte PY - 2024 AN - OPUS4-61482 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai T1 - Sicherheit von Wasserstofftechnologien - Quo Vadis N2 - Die Sicherheit stellt eine wichtige Säule dar, um Vertrauen in neue Technologien zu gewinnen. Je größer die Zahl an Wasserstoffanwendungen im industriellen Bereich sowie in weiteren Bereichen des öffentlichen Lebens wird, umso mehr steigt die Wahrscheinlichkeit für Zwischenfälle. Die Sicherheit muss mit den Trends der technologischen Entwicklung Schritt halten oder sie besser noch vorwegnehmen. Gleichzeitig gilt es sowohl die Öffentlichkeit als auch insbesondere die Rettungskräfte über die Besonderheiten von Wasserstoff zu informieren, ohne dabei Verunsicherung zu erzeugen. Der Vortrag gibt einen Überblick über aktuelle Entwicklungen und offene Sicherheitsfragen. T2 - 25. Münchner Feuerwehrsymposium CY - Munich, Germany DA - 16.11.2024 KW - Wasserstoffsicherheit KW - Feuerwehr KW - Unfälle PY - 2024 AN - OPUS4-61856 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - Elektrolyseure – Stand der Technik, Risikobeurteilung und internationale Normung N2 - Es werden im Vortrag die verschiedenen Arten der Elektrolyse kurz vorgestellt sowie die Entwicklung der Elektrolysetechnologie. Danach wird ein Überblick über die aktuell wesentlichen sicherheitstechnischen Herausforderungen gegeben. Im zweiten Teil werden die sicherheitstechnische Eigenschaften von Wasserstoff charakterisiert. Im dritten Teil werden wesentliche Gefährdungsszenarien beim Betrieb von Elektrolyseanlagen gezeigt und ein Überblick über Regelwerke und Standards gegeben. Im letzten Teil werden drei reale Unfallszenarien aus der Praxis diskutiert. T2 - PTB-Workshop „ATEX-Marktaufsicht“ CY - Braunschweig, Germany DA - 13.01.2025 KW - Explosionsschutz KW - Wasserstoff KW - Unfallszenarien PY - 2025 AN - OPUS4-62485 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - Hydrogen safety - Explosion protection for hydrogen applications N2 - In this lecture the safety related properties of hydrogen and hydrogen mixtures and explosion protection measures are shown and compared with other fuel gases. Measures for primary explosion protection (avoiding flammable mixtures), secondary explosion protection (avoiding ignition sources) and constructive explosion protection (mitigating the consequences of explosions) when handling hydrogen and hydrogen mixtures are presented. The Joint European Summer School JESS 2022 addresses these issues by offering high quality graduate level courses on selected topics of vehicle technology, innovation & business development, safe handling of hydrogen, and modelling. The course content is tailored to the needs of a diverse audience: newcomers to the field, experienced students, and young professionals working at the forefront of fuel cell and hydrogen applications. T2 - Joint European Summer School (JESS) on Fuel Cell, Electrolyser and Battery Technologies CY - Athens, Greece DA - 11.09.2022 KW - Ignition source KW - ATEX KW - Explosion limits KW - Hazardous areas KW - Hydrogen accidents KW - Detonation PY - 2022 AN - OPUS4-57066 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - KIC Start 2022 H2 Safety - Explosion Protection N2 - This is a digital lecture on Explosion Protection for Hydrogen Applications. It was designed in context with the project "KICstartH2 Accelerating Sustainable Hydrogen Uptake Through Innovation and Education" and integrated in a teaching module of the University of Birmingham. It is divided in five parts: Introduction, Avoiding Explosive Mixtures, Avoiding Ignition Sources, Mitigation of Consequences and Summary & Comparison. T2 - KICStartH2 Lecture at the University of Birmingham CY - Online meeting DA - 31.10.2022 KW - Safety Related Properties KW - Ignition KW - Hydrogen Safety KW - Explosive Mixtures KW - Fuel Gases PY - 2022 AN - OPUS4-57278 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - H2Safety@BAM - Overview of hydrogen research activities N2 - In this presentation the capabilities and different research activities at BAM in the field of hydrogen safety are outlined. A deep dive focussing the transport of hydrogen in pipelines adressing issues on material compatibility, gas quality and test methods is presented. Another deep dive is presented focussing on safety aspects of liquid hydrogen adressing issues of rapid phase transition (RPT) and Boiling liquid expanding vapour explosion (BLEVE). Finally a brief overview on other safety related research activities is given. T2 - Research priorities workshop of IA HySafe 2022 CY - Quebec, Canada DA - 21.11.2022 KW - Hydrogen safety KW - Hydrogen transport in pipelines KW - Liquid hydrogen (LH2) KW - Hydrogen quality KW - Explosion protection PY - 2022 AN - OPUS4-57067 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - Competence centre h2safety@bam N2 - In this presentation the current focus areas of the competence centre H2Safety@BAM are shown. The fields of competence include “Material properties and compatibility”, “Process and plant safety”, “Component testing, component safety and approval” as well as “Sensors, analytics and certified reference Materials. Moreover, the cross-cutting activities regarding “Education and training” and the testing possibilities and planed test facilities at the Test Site for Technical Safety (BAM TTS) are presented. T2 - VDMA P2X4A: P2X Technik-Treffen CY - Online meeting DA - 14.09.2023 KW - Hydrogen KW - Test area hydrogen safety KW - ModuH2Pipe PY - 2023 AN - OPUS4-58333 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CHAP A1 - Jordan, T. A1 - Askar, Enis A1 - Holtappels, Kai A1 - Jopen, M. A1 - Stoll, U. A1 - Reinecke, E.-A. A1 - Krause, U. A1 - Beyer, M. A1 - Markus, D. T1 - Fuels – Introduction | Hydrogen safety N2 - The introduction of hydrogen as a safe energy carrier needs a robust knowledge base, tools for the design and safety assessment of hydrogen technologies built on it, and an internationally harmonized set of standards and regulations. Many of the innovative technologies imply hydrogen at high pressures and/or cryogenic temperatures, with which private users come into contact for the first time in distributed applications. In order to avoid over-conservative, expensive safety solutions, while at the same time demonstrating the usability and safety of hydrogen applications and maintaining acceptance for the technology, safety research must also keep pace with, or better yet anticipate, trends in technological development. Thus, this overview article describes not only the current state of knowledge and technology regarding hydrogen safety, but also its further development. KW - Explosion protection KW - Accidental scenarios KW - Hazard and risk assessment KW - Regulations codes and standards (RCS) KW - Ignition KW - Hydrogen storage KW - Energy carrier PY - 2024 SN - 978-0-1240-9547-2 DO - https://doi.org/10.1016/B978-0-323-96022-9.00195-X VL - 2nd Edition SP - 1 EP - 15 PB - Elsevier B.V. AN - OPUS4-59940 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - El Harrab, Hayat T1 - Hydrogen Combustion Challenges: Investigating the Influence of Lubricant Characteristics on Auto-Ignition in Hydrogen-Air Mixtures under Engine-Relevant Conditions N2 - The presented research work examines the effects of different fuel-air equivalence ratios and initial pressure on ignition temperature. This study shows a non-monotonic pressure dependence in stoichiometric mixtures at varying pressures from 1 to 10 bar and a low sensitivity to changes in the equivalence ratio (0.5-2). The results form the basis for our future research into the complex interaction between lubricant characteristics and hydrogen-air mixtures to better understand pre-ignition phenomena in internal combustion engines. T2 - Nordic Flame Days 2023 CY - Trondheim, Norway DA - 29.11.2023 KW - Ignition source KW - Internal combustion engines KW - Ignition temperature KW - Lubricants PY - 2023 AN - OPUS4-59083 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - Experimental Study on the ignition of hydrogen containing atmospheres by mechanical impacts N2 - In this presentation the results of the Project HySpark are shown. Mechanical impacts are among the important possible ignition sources to be considered in explosion protection. Hydrogen is particularly prone to be ignited by mechanical impacts compared to natural gas. The effectivity of mechanical impacts as ignition source is dependent from different parameters. In this work the effectivity of impacts as an ignition source for hydrogen containing atmospheres was studied experimentally depending on the inhomogeneous material pairing of the impact. Moreover it was studied, how the effectivity of mechanical impacts as ignition source changes when hydrogen is added to natural gas. T2 - International Conference on Hydrogen Safety (ICHS) 2023 CY - Quebec City, Canada DA - 19.09.2023 KW - Explosion protection KW - Ignition sources KW - Natural gas KW - Safety KW - Mechanical sparks PY - 2023 AN - OPUS4-58514 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Sobol, Oded T1 - Challenges with metallic materials for the transport and storage of hydrogen N2 - The following presentation provides an overview on some of the challenges with metallic materials used as structural materials in the energy sector for the transport and storage of hydrogen. The presentation contains explanations about the methodologies utilized to characterize the susceptibility of these materials for hydrogen. T2 - Materials and Quality Assurance CY - Bergheim, Germany DA - 10.05.2023 KW - Hollow specimen KW - Slow strain tensile tests KW - Hydrogen assisted cracking PY - 2023 AN - OPUS4-57515 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai T1 - Ammonia Safety N2 - Ammoniak ist ein Energieträger, der bereits seit vielen Jahrzehnten im großen Maßstab produziert und verwendet wird, vorrangig als Düngemittel oder Einsatzstoff in der Stickstoffchemie. Das CAMPFIRE-Bündnis, im Rahmen des Förderprogramms “WIR!- Wandel durch Innovation in der Region” des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) gegründet, hat zum Ziel, die Forschung und Entwicklung neuer Energieumwandlungs- und Speichertechnologien für das zukünftige Energiesystem auf der Basis von grünen Ammoniak zu entwickeln. Die sichere Handhabung von Ammoniak ist ein über die gesamte Wertschöpfungskette existierendes wichtiges Thema. Daher hat das Bündnis ein Webinar organisiert, um das Thema Ammoniak Sicherheit und insbesondere die Brennbarkeit zu diskutieren. Der Beitrag der BAM hat das Thema Brennbarkeit intensiv dargestellt, die Klassifizierung von Ammoniak in einen internationalen bzw. europäischen und nationalen Kontext gestellt und die Grundzüge des Explosionsschutzes, die daraus resultieren bzw. bei Nutzung und Anwendung beachtet werden müssen, präsentiert. N2 - Ammonia is an energy source that has been produced and used on a large scale for many decades, primarily as a fertilizer or feedstock in nitrogen chemistry. The CAMPFIRE alliance, founded as part of the "WIR!- Wandel durch Innovation in der Region" funding program of the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF), aims to research and develop new energy conversion and storage technologies for the future energy system based on green ammonia. The safe handling of ammonia is an important issue along the entire value chain. Therefore, the alliance has organized a webinar to discuss the topic of ammonia safety and in particular its flammability. BAM's contribution presented the topic of flammability in detail, placed the classification of ammonia in an international, European and national context and presented the basic principles of explosion protection that result from this and must be observed during use and application. T2 - Campfire Webinar CY - Online meeting DA - 21.11.2023 KW - Ammonia KW - Energy carrier KW - Flammability KW - Classification KW - Explosion safety PY - 2023 AN - OPUS4-58968 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - JOUR A1 - El Harrab, Hayat A1 - Askar, Enis A1 - Franken, T. A1 - Mauss, F. T1 - Experimental and reaction kinetic study of hydrogen ignition behavior at ignition limits N2 - The paper presents the results of an experimental and reaction kinetic investigation of hydrogen ignition at different pressures in a closed vessel, highlighting its non-linear behavior and the effects of radical wall termination. The reaction kinetic simulation predicts the three characteristic ignition limits of hydrogen caused by radical and thermal auto-ignition and is in close agreement with the experimental measurements. The first ignition limit is determined by the chain branching reaction H+O_2→O+ OH. This limit shows strong sensitivity towards the wall termination of O, H and OH radicals. The second ignition limit is influenced by the wall termination of O, H, OH, HO2 and H2O2 radicals. The third ignition limit is dominated by the reaction paths HO_2+HO_2→H_2 O_2+O_2 and H_2 O_2+M→2 OH+M, which is why it shows strong sensitivity towards wall termination of HO₂ and H₂O₂ radicals. Increasing the radical wall termination rate by increasing the sticking coefficient of the radicals at the wall or the surface-to-volume-ratio leads to an increase of the auto-ignition temperature at the same pressure. The introduction of radical wall termination reactions improved the prediction of ignition limits and highlighted the profound effect of the autoclave wall and vessel size on the hydrogen ignition behavior. KW - Radical Wall Termination Reaction KW - Hydrogen KW - Auto-ignition Temperature KW - Ignition Limit PY - 2025 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:kobv:b43-647609 DO - https://doi.org/10.1016/j.proci.2025.105980 SN - 1540-7489 VL - 41 SP - 1 EP - 7 PB - Elsevier Inc. AN - OPUS4-64760 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - Ignition Indices of Hydrogen Mixtures under Electrolysis Process Conditions N2 - The formation of hydrogen-oxygen mixtures for example due to cross-over, malfunction or start-up and shut-down processes is a hazard very specific to given electrolysis processes that must be properly addressed. In this work the explosion limits of hydrogen-oxygen-mixtures at conditions up to 30 bar and 300 °C were determined experimentally. It was found that the existing experimental data can be interpolated with good accuracy using empirical approaches. Moreover, explosion limits at atmospheric conditions were also determined with reduced ignition energy, down to 1 mJ. Although in the literature it can be found that the ignition energy of flammable gases increases strongly when the concentration changes from stoichiometric to near the explosion limits, no significant influence on the mixture concentration was found within tested ignition energy range for H2/O2 mixtures. Finally, hot surface ignition for mixtures with 6 mol% hydrogen in oxygen, thus slightly above the explosion limit, were experimentally studied at different pressures up to 30 bara. Similarly, only slight difference from the ignition temperatures determined for stoichiometric mixtures were found. A 0D adiabatic, constant-volume reactor model was used to calculate the ignition temperatures. The model was tested for its prediction of ignition temperatures of hydrogen mixtures at different pressures. T2 - 11th International Conference on Hydrogen Safety (ICHS) 2025 CY - Seoul, South Korea DA - 22.09.2025 KW - Explosion limits KW - Ignition temperature KW - Ignition energy KW - Electrolyzer PY - 2025 AN - OPUS4-64522 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Junias, Josua Kondja A1 - Askar, Enis A1 - Holtappels, Kai A1 - Liebner, Christian A1 - Shaanika, Erasmus A1 - Thewis, Max T1 - Prediction of Explosion Characteristics of Hydrogen Mixtures using Machine Learning Models N2 - Explosion characteristics of hydrogen mixtures have been extensively investigated at different conditions. Due to the intensiveness of the explosion characteristics experimental determination, empirical and semi-empirical models are commonly used to predict explosion limits in dependance of conditions: temperature, pressure, and mixture composition. However, unevenly distributed, and limited empirical data and the complex non-linear relationship of these explosion characteristics’ present significant challenges to empirical explosion limits prediction methods under various mixture conditions. Moreover, some empirical models and semi-empirical models are not comprehensive and limited in scope of application. To address these issues, the present study adapts a machine learning approach for improving the hydrogen mixtures explosion characteristics prediction at different conditions, offering a fast, flexible, and comprehensive accurate prediction approach. A Multi-Layer Perceptron model was trained, validated, and tested using key input features such as flammability state, initial mixture temperature, inert gas concentration, adiabatic flame temperature, and Lewis numbers. Data augmentation techniques were conducted to supplement and improve the predictive capability of the model. The model’s performance was compared with a separate experimental dataset. This machine learning approach offers a cost-effective and robust alternative to existing empirical explosion limit prediction method, thus also reducing the experimental effort for explosion limits determination. T2 - BAM Symposium on Artificial Intelligence and Machine Learning CY - Berlin, Germany DA - 06.11.2025 KW - Machine Learning KW - Flammability Limits PY - 2025 AN - OPUS4-64706 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Holtappels, Kai T1 - Hydrogen - Trust through safety N2 - In den Virtual Talks der DECHEMA wurden allgemeine Aspekte der Sicherheit und Akzeptanz von Wasserstofftechnologien vorgestellt. Wie kann Vertrauen in neue Technologien geschaffen werden, wenn Unfälle aus der Vergangenheit zu Mythen und Märchen führten? Der Vortrag räumt mit allgemeinen Vorurteilen auf und zeigt, dass der Umgang mit Wasserstoff weder unsicherer, noch sicherer ist als der Umgang mit anderen Brenngasen. Basis für den sicheren Umgang mit Wasserstoff ist immer eine Risikoanalyse. N2 - In the DECHEMA Virtual Talks, general aspects of the safety and acceptance of hydrogen technologies were presented. How can trust in new technologies be built when past accidents led to myths and fairy tales? The presentation does away with general prejudices and shows that handling hydrogen is neither more unsafe nor safer than handling other fuel gases. The basis for the safe handling of hydrogen is always a risk analysis. T2 - DECHEMA Virtual Talks CY - Online meeting DA - 23.11.2020 KW - Hydrogen KW - Wasserstoff KW - Safety KW - Sicherer Umgang KW - Sicherheit PY - 2020 AN - OPUS4-52082 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - Sicherheitstechnische Fragestellungen im Zusammenhang mit Elektrolyseanlagen N2 - Im Vortrag werden aktuelle Entwicklungen bei verschiedenen Elektrolysetechnologien kurz vorgestellt. Dann werden für Elektrolyseanlagen spezifische Gefährdungen diskutiert, v.a. die im Zusammenhang mit den Eigenschaften der Gase Wasserstoff und Sauerstoff stehen. Dabei wird auch Bezug auf die Normung- und Regelsetzung genommen und Sicherheitskonzepte werden beispielhaft kurz vorgestellt. Abschließend wird auf Unfallereignisse im Zusammenhang mit der Elektrolyse eingegangen. T2 - BAM/UBA-Behördenerfahrungsaustausch CY - Berlin, Germany DA - 27.06.2022 KW - Explosionsschutz KW - Wasserstofferzeugung KW - Sauerstoff KW - Sicherheit PY - 2022 AN - OPUS4-55220 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - Entzündung von wasserstoffhaltigen Atmosphären durch mechanische Schlagvorgänge N2 - In dem hier vorgestellten Projekt wurde die Wirksamkeit mechanischer Schläge als Zündquelle für wasserstoffhaltige Atmosphären in Abhängigkeit von der inhomogenen Materialpaarung systematisch untersucht. Dabei wurden praxisrelevante Materialien wie Edelstahl, niedrig legierter Stahl, Beton und Nichteisenmetalle betrachtet. Es wurde festgestellt, dass eine Zündung vermieden werden kann, wenn Nichteisenmetalle in Kombination mit verschiedenen metallischen Werkstoffen verwendet werden. In Kombination mit Beton muss die kinetische Schlagenergie auch mit Nichteisenmetallen weiter begrenzt werden, um eine wirksame Entzündung zu vermeiden. Außerdem wurde untersucht, wie sich die Beimischung von Wasserstoff zu Erdgas auf die Wirksamkeit mechanischer Stöße als Zündquelle auswirkt. Bei Beimischungen von bis zu 25 % Wasserstoff und sogar mehr konnte kein Einfluss festgestellt werden. Die Ergebnisse sind vor allem relevant im Zusammenhang mit der Umwidmung des Erdgasnetzes oder der Beimischung von Wasserstoff im Erdgasnetzes. T2 - Energy Saxony Arbeitskreistreffen "Wasserstoff in Industrie und Gewerbe" CY - Glaubitz, Germany DA - 30.11.2023 KW - Explosionsschutz KW - Explosionszonen KW - Wasserstofftransport in Pipelines KW - Zündquellen KW - Schlagfunken KW - Erdgas PY - 2023 AN - OPUS4-58981 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Leo, Reinhold A1 - Sobol, Oded A1 - Hango, Silas Ithete A1 - Saliwan Neumann, Romeo A1 - Askar, Enis A1 - Boellinghaus, Thomas T1 - Ex-situ investigation of the compatibility of Duplex Stainless Steel for high-pressure hydrogen applications N2 - The key to a successful transition into clean energy carriers such as hydrogen requires the construction of safe transportation pipelines made of alloys which are not susceptible to hydrogen assisted cracking. Duplex Stainless Steels (DSS) are considered as a proper class for components because of their many distinctive qualities. As this consideration depends strongly on the susceptibility level to Hydrogen Assisted Cracking (HAC), the DSS class has been broadly investigated under electrochemical charging conditions. In this work, the interplay between several factors controlling the level of HAC, was examined using light microscopy, high-pressure gaseous hydrogen pre-charging, Electron Backscatter Diffraction (EBSD), tensile testing, fractography and hydrogen concentration measurements using Carrier Gas Hot Extraction (CGHE). The effect of gaseous hydrogen on the mechanical properties with the role of hydrogen induced phase transformation have been investigated both in unused material and in high pressure pipeline section. In contrary to the common electrochemical charging described broadly in the literature, no significant martensitic phase transformation of the austenitic phase was observed. On the other hand, the influence of hydrogen on parameters such as elongation at fracture and reduction of area was noticeable. It is concluded based on the performance of DSS in gaseous hydrogen, that this material has a better potential for utilization in hydrogen applications. As for future experiments, the intention is to analyse the impact of high-pressure gaseous hydrogen on the welded components of this grade, and under mechanical load using the hollow specimen technique. T2 - 5th International Conference on Metals and Hydrogen CY - Ghent, Belgium DA - 14.10.2025 KW - High-Pressure Hydrogen KW - Pipelines KW - Duplex Stainless Steels KW - Hydrogen Assisted Cracking KW - Hollow Specimen Technique PY - 2025 SN - 978-9-08179-424-4 SP - 1 EP - 19 AN - OPUS4-64426 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis A1 - Grunewald, Thomas T1 - Experimental Study on the ignition of hydrogen containing atmospheres by mechanical impacts N2 - Mechanical friction, impact or abrasion is one of the ignition sources that must be avoided in hazardous zones with explosive atmospheres. The effectiveness of mechanical impacts as ignition source is dependent from several parameters including the minimum ignition energy of the explosive atmosphere, the properties of the material pairing, the kinetic impact energy or the impact velocity. By now there is no standard procedure to determine the effectiveness of mechanical impacts as ignition source. In this work the effectiveness of mechanical impacts with defined and reproducible kinetic impact energy as ignition source for hydrogen containing atmospheres was studied systematically in dependence from the inhomogeneous material pairing considering materials with practical relevance like stainless steel, low alloy steel, concrete, and non-iron-metals. It was found that ignition can be avoided, if non-iron metals are used in combination with different metallic materials, but in combination with concrete even the impact of non-iron-metals can be an effective ignition source if the kinetic impact energy is not further limited. Moreover, the consequence of hydrogen admixture to natural gas on the effectiveness of mechanical impacts as ignition source was studied. In many cases ignition of atmospheres containing natural gas by mechanical impacts is rather unlikely. No influence could be observed for admixtures up to 25% hydrogen and even more. The results are mainly relevant in the context of repurposing the natural gas grid or adding hydrogen to the natural gas grid. T2 - International Conference on Hydrogen Safety (ICHS) 2023 CY - Quebec City, Canada DA - 19.09.2023 KW - Explosion protection KW - Hydrogen transport in pipelines KW - ATEX KW - Hazardous areas KW - Mechanical sparks KW - Ignition source PY - 2023 SN - 979-12-210-4274-0 SP - 82 EP - 93 AN - OPUS4-58515 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - Wasserstoffsicherheitsfragen - Sicherheitstechnische Kenngrößen von Wasserstoff und Gemischen von Wasserstoff mit Erdgas N2 - Wasserstoff unterscheidet sich hinsichtlich der sicherheitstechnischen Eigenschaften von anderen brennbaren Gassen, v.a. durch die sehr niedrige Mindestzündenergie und die sehr hohe Flammengeschwindigkeit. Durch Beimischung von Wasserstoff zum Erdgas ändern sich die sicherheitstechnischen Eigenschaften zum Teil in kritischer Richtung. Bis zu einem Wasserstoffanteil von 10 Mol-% im Erdgas ist aber keine wesentliche Anpassung der Maßnahmen für den Explosionsschutz erforderlich. Synthesgas ist ein weiteres Wasserstoffgemisch das in Zukunft vermutlich zunehmend relevant sein wird. Die beiden Komponenten Wasserstoff und Kohlenmonoxid haben zwar in mancher Hinsicht ähnliche sicherheitstechnische Eigenschaften unterscheiden sich aber auch sehr stark bzgl. der Mindestzündenergie und der Flammengeschwindigkeit. T2 - 9. HYPOS-Dialog: Grüner Wasserstoff, aber sicher! - Sicherheitsaspekte im Umgang mit Wasserstoff CY - Magdeburg, Germany DA - 11.09.2020 KW - Explosionsschutz KW - Zündenergie KW - Explosionsgrenzen KW - Zündquellen KW - Synthesegas PY - 2020 AN - OPUS4-51264 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - Experimentelle Untersuchung von Zündwahrscheinlichkeiten bei mechanischen Schlagvorgängen in wasserstoffhaltigen Atmosphären N2 - Im Projekt HySpark wird die Wirksamkeit mechanischer Schlagvorgänge beim Aufprall von unterschiedlichen Werkstoffen als Zündquelle für wasserstoffhaltige Atmosphären experimentell untersucht. Zum Einen wird die Zündwirksamkeit bei Wasserstoff/Luft-Gemischen in Abhängigkeit der Werkstoffpaarung untersucht. Dabei konnte v.a. festgestellt werden, dass bei Schlagvorgängen von Nicht-Eisen-Metallen mit verschiedenen Stahlsorten die wirksame Zündung vermieden werden kann. Jedoch können bei Schlagvorgängen mit Estrichbeton hohe Zündwahrscheinlichkeiten beobachtet werden. Zum anderen wird der Einfluss von Wasserstoffbeimischungen im Erdgasnetz auf die Zündwirksamkeit von mechanischen Schlägen untersucht. Bei Anteilen bis 25% Wasserstoff konnte bei den Versuchen kein Erhöhung der Zündwahrscheinlichkeit festgestellt werden. T2 - H2-Kolloquium des Kompetenzzentrums „H2Safety@BAM” CY - Online meeting DA - 04.07.2022 KW - Explosionsschutz KW - Zündquellen KW - Schlagfunken KW - Erdgas PY - 2022 AN - OPUS4-55224 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - Safety Issues in connection with electrolyzer systems N2 - In this presentation current and future challenges for the safety of hydrogen technologies are discussed. Furrthermore, the specific hazards for the operation of electrolyzers are shown and finally the trhreshold values (storage and power) for the approval of electrolyzers are presented. T2 - Online Workshop: Regulation on hydrogen thresholds and permitting processes for electrolyzers CY - Online meeting DA - 17.09.2024 KW - Hydrogen technologies KW - Process & plant safety KW - Hydrogen production PY - 2024 AN - OPUS4-61086 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - BAM - Short Presentation N2 - The activities of the competence center H2Safety@BAM are presented. In more detail the testing facilities at Technical Test Site TTS are shown as well as recent testing activities in the field of hydrogen safety. T2 - 5th In-Person IEA Task 43 Meeting - Safety and RCS of Large Scale Hydrogen Energy Applications CY - Minneapolis, MN, USA DA - 26.09.2024 KW - Explosion protection KW - Consequence analysis KW - H2safety@BAM KW - Living Lab PY - 2024 AN - OPUS4-61746 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - Safety of Electrolyzers N2 - After a short introduction on the BAM activities, the development of the electrolyzer technology is shown briefly. Then future challenges for the safety of hydrogen technologies are discussed and the general safety issues in the electrolysis system are presented. Finally, accidents in context with electrolyzers are discussed and the legal framework is summarized. T2 - Hydrogen Europe - Workshop on safety standards for electrolysers CY - Online meeting DA - 01.10.2024 KW - Explosion protection KW - Process & plant safety KW - Hydrogen production PY - 2024 AN - OPUS4-61745 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - El Harrab, Hayat A1 - Askar, Enis A1 - Franken, T. A1 - Mauss, F. T1 - Experimental and Reaction Kinetic Study of Hydrogen Ignition Behavior at Ignition Limits N2 - The paper presents the results of the experimental and reaction kinetic investigation of hydrogen ignition at different pressures, highlighting its non-linear behaviour and effects of radical wall termination. The reaction kinetic simulation predicts the three characteristic ignition limits caused by radical and thermal auto-ignition and is in close agreement with the experimental measurements. The introduction of radical wall termination in the reaction mechanism allowed us to investigate the effect of the autoclave wall and vessel size on the hydrogen ignition behaviour. The first ignition limit is determined by the chain initiation reaction H_2+O_2→2 OH and shows a strong sensitivity towards wall termination of O, H and OH radicals. The third ignition limit is dominated by the reaction paths HO_2+HO_2→H_2 O_2+O_2 and H_2 O_2+M→2 OH+M which is why it shows a strong sensitivity towards wall termination of HO₂ and H₂O₂ radicals. The second ignition limit is influenced by the wall termination of O, H, OH, HO2 and H2O2 radicals. Increasing the radical wall termination rate by increasing the adsorption rate of the radicals at the wall leads to an increase of the auto-ignition temperature at the same pressure. T2 - 13th Mediterranean Combustion Symposium CY - Corfu, Greece DA - 01.06.2025 KW - Hydrogen KW - Auto-ignition Temperature KW - Radical Wall Termination Reaction KW - Ignition Limit PY - 2025 AN - OPUS4-64762 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - El Harrab, Hayat T1 - Evaluation of the Impact of Lubricating Oil on Pre-Ignition of Hydrogen for Engine Relevant Conditions N2 - A successful transition to clean energy depends on ensuring that the world's growing energy needs are met while reducing greenhouse gas emissions. Achieving this goal requires the use of carbon-free energy sources. Many utilities have already begun the shift from conventional carbon-based fuels to cleaner alternatives, such as hydrogen. However, numerous challenges persist regarding the use of hydrogen in internal combustion engines. The use of hydrogen in engines, which have extremely lower ignition energy, has raised concerns about the risk of pre-ignition due to the undesirable presence of lubricating oil during combustion. Due to its low auto-ignition temperature, lubricating oil is widely regarded as the main cause of abnormal combustion. To verify and understand the potential influence of lubricating oil on hydrogen reactivity, the auto-ignition temperature was measured using a constant volume reactor. Auto-ignition was identified by a sudden increase in pressure combined with a rapid rise in temperature. The experimental results verified that the addition of 0.2 ml lubricating oil to stoichiometric hydrogen-air mixtures at 20 bar reduced the auto-ignition temperature from 460°C to 270°C, reducing the ignition temperature by 190K. Moreover, the auto-ignition temperature of oil showed a decreasing trend as the initial amount of oil increased, indicating that the ignition process mainly occurs by vaporization. T2 - CI’s 40th International Symposium - Emphasizing Energy Transition CY - Milan, Italy DA - 24.07.2024 KW - Hydrogen KW - Lubricating oil KW - Auto-ignition temperature KW - Internal combustion engines and pre-ignition PY - 2024 AN - OPUS4-61373 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Askar, Enis T1 - Stand der Kenntnisse und Technik bzgl. Wasserstoffsicherheit N2 - In dem Vortrag werden die aktuellen Herausforderungen für die Sicherheit von Wasserstofftechnologien skizziert, die sicherheitstechnischen Eigenschaften und physikalischen Eigenschaften von Wasserstoff im Vergleich zu anderen Energieträgern vorgestellt sowie Gefahren spezifisch im Zusammenhang mit Flüssigwasserstoff aufgezeigt. Im zweiten Teil wird ein kurzer Überblick über Regelwerke gegeben und typische Unfallszenarien anhand eines Fallbeispiels illustriert. Abschließend werden die von nationalen und internationalen Expertengruppen identifizierten Forschungslücken zusammengefasst und es wird auf relevante Datenbanken und Portale zur Wasserstoffsicherheit verwiesen. T2 - DVGW-Kongress H₂ Sicherheit CY - Online meeting DA - 26.11.2025 KW - Explosionsschutz KW - LH2 KW - Regelwerke KW - Unfallszenarien KW - Forschungsbedarfe PY - 2025 AN - OPUS4-64865 LA - deu AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER - TY - CONF A1 - Junias, Josua Kondja T1 - Hydrogen Mixtures Flammability Limits Prediction using Machine Learning Models N2 - Flammability characteristics of hydrogen mixtures have been extensively investigated at different initial conditions(temperature and pressure). Based on the available experimental datasets, empirical and semi-empirical models are commonly used to calculate flammability limits in dependance to initial conditions and mixture composition to reduce the experimental effort. However, unevenly distributed empirical data and the complex non-linear relationship characteristics of these data present significant challenges to empirical flammability limits prediction methods under various mixture initial conditions. Moreover, the empirical models and semi-empirical models only cover some influencing parameters, respectively. To address these issues, the present study adapts a machine learning (ML) approach for improving the hydrogen-air/oxygen-inert gas mixture flammability limits prediction at different conditions with a holistic approach. A Multi-Layer Perceptron (MLP) model was trained, validated, and tested using key input features such as flammability state, initial mixture temperature, equivalence ratio, inert gas concentration, adiabatic flame temperature, and Lewis numbers. Data augmentation techniques were conducted on experimental datasets to improve the predictive capability of the model. The models' performance was compared with empirical flammability limit prediction methods. The goal is to deliver fast, reliable, and more accurate predictions across different scenarios with a single prediction model. Most importantly, the machine learning approach offers a cost-effective and robust alternative to existing empirical flammability limit prediction methods, thus also reducing the experimental effort for explosion limits determination. T2 - 11th International Conference on Hydrogen Safety (ICHS) 2025 CY - Seoul, South Korea DA - 22.09.2025 KW - Machine Learning KW - Flammability Limits PY - 2025 AN - OPUS4-64703 LA - eng AD - Bundesanstalt fuer Materialforschung und -pruefung (BAM), Berlin, Germany ER -