Im Hinblick auf Forschungs- und Projektarbeiten stehen am Institut für Verbrennungstechnik der Luft- und Raumfahrt besonders folgende Ziele im Fokus:
- der effektive und umweltgerechte Einsatz konventioneller und alternativer Brennstoffe
- die Erhöhung der Zuverlässigkeit, besonders hinsichtlich Zünden, Verlöschen und thermoakustischer Schwingungen bei instationärer Verbrennung
- die Minderung von Schadstoffen wie Ruß, Stickoxiden, unverbrannten Kohlenwasserstoffen und CO2-Emissionen
- die Entwicklung und Optimierung von Brenner- und Brennkammer-Systemen
Hierfür entwickeln wir innovative Forschungstools von laser-basierter Messtechnik, ML-basierte Methoden und CFD und bringen diese in kanonischen bis hin zu technischen Systemen zur Anwendung.
Im Rahmen der Forschungsarbeiten unserer Emmy Noether Nachwuchsgruppe (DFG - Emmy Noether-Programm) erweitern wir das fundamentale Verständnis turbulenter reagierender Mehrphasenströmungen (GEPRIS). Dieses ist für die Weiterentwicklung sauber, nachhaltiger und umweltfreundlicher Technologien, welche bei Verwendung von CO2-neutralen Flüssigkraftstoffen nahezu emissionsfrei werden, von höchster Relevanz. Für eine effektive Minimierung der Klimawirkung von thermochemischen Energieumwandlungskonzepten ist die Reduzierung von sekundär Emissionen (in engl. sogenannte "non-CO2 effects") wie Stickoxide und Ruß essential.
Die gewonnen Erkenntnisse werden die Entwicklung kraftstoff- und lastflexibler Verbrennungskonzepte maßgeblich unterstützen, die Skalierbarkeit hin zu Flüssigtreibstoff betriebenen Micro Gas Turbinen Systeme erweitern und unter Verwendung von erneuerbaren Brennstoffen einen nahezu emissionsfreien Betrieb ermöglichen.
Im Rahmen des Schwerpunktprogrammes SPP 2419 (SPP 2419 - GEPRIS) erarbeiten wir in Zusammenarbeit mit dem Institut für Werkzeugmaschinen der Universität Stuttgart und dem Institut für Werkstoffwissenschaften und -technologien der TU Berlin an einem interdisziplinären Ansatz für die direkte thermochemische Umwandlung von Ammoniak in Verbrennungsanwendungen mit hoher Leistungsdichte (Gasturbine) bei gleichzeitig minimalem NOX- und NH3-Schlupf. In situ NH3 Cracken in NH3-H2-N2 ermöglicht die Nutzung der vorteilhaften H2 Verbrennungseigenschaften, bietet eine gezielte NOX-Minimierung und umgeht die transportbezogenen Herausforderungen von H2. Das Forschungsprojekt kann in drei Teilbereiche gegliedert werden:
In Kooperation mit dem Institut für Werkzeugmaschinen der Universität Stuttgart, finanziert über InnovationsCampus Mobilität der Zukunft (ICM) im Rahmen einer Bottom-Up Förderung, evaluieren wir die Fertigbarkeit innovativer Injektionskonzepten für flüssige CO2-neutrale Treibstoffe (z.B. Ammoniak, SAF) welche mittels additiver Fertigung (PBF/LB-M) herstellbar sind.
Unser Ziel ist es, einen gesamtheitlicher Optimierungsprozess zu entwickeln, der die AM Prozessparameter direkt mit den Zielgrößen korreliert. In Analogie zu digitalen Zwillingen können somit "hybride Zwillinge" erstellt werden, welche die Technologieentwicklung maßgeblich beschleunigen können.
Informationen zum Thema Transregio folgen in Kürze
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Dieser Link führt zu einer Übersicht der Forschungsthemen des DLR Institut für Verbrennungstechnik.
Ihre Ansprechpartner
Fabian Hampp
Dr.Nachwuchsgruppenleiter