Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Steigerung der Leistungsdichte eines selbstgezündeten Wasserstoffmotors im geschlossenen Arbeitsgas-Kreislauf

Bei diesem Projekt handelt es sich um ein Folgeprojekt des FVV-Projekts 1405: Nach aktuellem Wissensstand ist keine kommerzielle Umsetzung eines schadstofffreien Kreislaufmotors bekannt. Ein derartiger Motor wird bei der WTZ Roßlau gGmbH betrieben, der aktuell allerdings eine geringe Leistungsdichte aufweist. Dementsprechend soll in diesem Projekt die Leistungsdichte des Kreislaufmotors erhöht werden. Dazu kooperieren das IMS der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg mit der WTZ Roßlau gGmbH.

Aktuell ist der maximale Wasserstoffmassenstrom des verwendeten Injektors die begrenzende Größe. Deshalb soll die Injektorgeometrie simulativ in einer CFD-Rechnung analysiert werden. Infolge des höheren Wasserstoffanteils im Kraftstoff-Sauerstoff-Gemisch, des angepassten ε und der Umstellung auf ein 2-Takt-Prinzip kommt es vermutlich zu einer höheren mechanischen und thermischen Belastung sowie zu einem erhöhten Risiko für Verbrennungsanomalien. Dies soll durch Simulationen und am Motorenprüfstand untersucht werden. Als Trägergas wird daher das Gas mit den geeignetsten thermodynamischen Eigenschaften für die Verbrennung verwendet (Ergebnis Vorprojekt). Die simulativen Aufgaben werden vom IMS bearbeitet. Die Motorversuche werden vom WTZ übernommen.

Diese Technologie kann wesentlich zur Dekarbonisierung der stationär betriebenen Verbrennungsmotoren beitragen. BHKW mit dem Funktionsprinzip des H2-Kreislaufmotors haben ein hohes Potential nicht nur großindustriell, sondern auch für die Wärmenutzung in Privathaushalten. Somit können KMU profitieren, beispielsweise Windparkbetreiber, welche mit einer CO2- und NOx-freien Technologie die Schwankungen im Stromnetz ausgleichen können, indem überschüssige Energie gespeichert und bei Bedarf Rückverstrom werden kann.