Adrian Breicher
Doktorand
Kooperative Promotion mit TU Darmstadt
Grüner Wasserstoff stellt einen idealen Energieträger dar, der eine effiziente und schadstoffarme Energiewandlung aus regenerativen Energien ermöglicht. Im Vergleich zu Methan, dem Hauptbestandteil von Erdgas, erlauben die charakteristischen Eigenschaften von Wasserstoff zudem eine besonders magere Verbrennung, wodurch Verbrennungstemperaturen und Bauteilbelastungen reduziert sowie CO2-Emissionen minimiert werden können. Um die Vorteile von Wasserstoff insbesondere in hochgradig turbulenten Anwendungen wie Gasturbinen effektiv nutzbar zu machen, ist jedoch ein detailliertes Verständnis der Interaktion von Turbulenz und Reaktionschemie erforderlich. Dies ist notwendig, um die Risiken eines Verlöschens zu minimieren und einen sicheren Betrieb mit Wasserstoff zu ermöglichen. Mit Hilfe dieser Forschung soll maßgeblich zur Entwicklung sicherer und umweltfreundlicher wasserstoffbasierter Energietechnologien beigetragen werden.
Um die besonderen Eigenschaften von Wasserstoff zu betrachten, werden Methanflammen mit stufenweiser Zumischung des grünen Energieträgers sowohl in laminaren als auch turbulenten Strömungskonfigurationen untersucht. Hierbei kommen speziell entwickelte Strömungsapparaturen zum Einsatz, welche den Betrieb unter klar definierten Randbedingungen ermöglichen. Durch Messung des Strömungsfeldes mittels Particle Image Velocimetry (PIV) und der Erfassung der Reaktionsfronten durch Laserinduzierte Fluoreszenz von OH-Radikalen (OH-LIF) können die Interaktion von Strömung und Reaktionsfortschritt quantifiziert werden. Diese beiden laserbasierten Messtechniken ermöglichen hierbei die Analyse von Parametereinflüssen auf den Verbrennungsprozess, ohne den Prozess während der Messung zu stören.
