Verbundvorhaben: Phoenix - Entwicklung eines Wasserstoffbrennverfahrens in Industriemotoren zur Dekarbonisierung von BHKW; Teilvorhaben: Grundlagenforschung zur Wasserstoff-Direkteinblasung in der motorischen Anwendung
Zeitraum
2024-01-01 – 2026-12-31
Bewilligte Summe
1.214.014,41 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EN4047F
Leistungsplansystematik
Energiesparende Industrieverfahren - Übergreifend und Sonstiges [EA3285]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESN4)
Förderprogramm
Energie
Das Arbeitspaket 'Grundlagen der Wasserstoff-Verbrennung' beschäftigt sich mit grundlegenden Betrachtungen zur motorischen Anwendung von Wasserstoff im direkteinblasenden Betrieb. Die großmotorische Wasserstoff-Verbrennung birgt dabei große Herausforderungen hinsichtlich Verbrennungsanomalien wie unter anderen eine unerwünschte, möglicherweise ölbasierte Vorentflammung. Sie stellt das größte Hindernis bei der Erweiterung des Leistungsspektrums sowie der Betriebssicherheit eines Wasserstoffmotors dar. Optische Aufnahmen sollen zum einen den motorischen Nachweis für die Ursachen und Einflussfaktoren auf jene Verbrennungsanomalien, insbesondere den Einfluss des Motoröls, und zum anderen Verständnis über die Wasserstoffverbrennung mit dem neuen Schwerpunkt DI generieren. Mithilfe thermodynamischen und optischen Betriebs kann der Einfluss unterschiedlicher Injektoren auf die Gemischbildung tiefer untersucht und die Potentiale von H2O und Inertgas analysiert werden. Die optischen Untersuchungen am Einzylindermotor werden unterstützt von simulativen Betrachtungen der Wasserstoffverbrennung. Hierfür wird ein 3D-CFD-Modell des Einzylinder-Versuchsmotors aufgebaut. Die Simulation erweitert dabei auf der einen Seite den möglichen Ergebnisraum, da der optischen Messtechnik in der praktischen Anwendung durch Bauteilbelastbarkeiten, Vibrationen oder Sichteinschränkungen Grenzen gesetzt sind und ermöglicht auf der anderen Seite eine schnelle, systematische Parametervariation von Geometrien und motorischen Kenngrößen und so eine gezielte Optimierung des Verbrennungsvorgangs. Eine Validierung des Simulationsmodells findet durch die in den thermodynamischen und teiloptischen Analysen Daten statt. Auf Grundlage der generierten Erkenntnisse sollen Verbesserungspotentiale identifiziert, implementiert und der Verbrennungsvorgang optimiert werden.