Martin Richter
Doktorand
Kooperative Promotion mit NTNU Trondheim und TU Darmstadt
Ammoniak (NH3) ist ein kohlenstofffreier Energieträger, der im Vergleich zu Wasserstoff (H2) erhebliche Vorteile beim Transport und bei der Lagerung bietet. Dabei ist die Verwendung von NH3 in reiner Form durch seine geringe Reaktivität nur eingeschränkt möglich. Durch die partielle Aufspaltung von NH3 in Wasserstoff (H2) und Stickstoff (N2) kann die Reaktivität aber wesentlich verbessert werden. Allerdings entstehen bei der Verbrennung von NH3/H2/N2-Gemischen erhebliche Mengen an Stickoxiden. Reaktionsmechanismen, die unter anderem zur Vorhersage von Emissionen in Flammensimulationen eingesetzt werden können, zeigen dabei deutliche Unterschiede. Deshalb werden quantitative experimentelle Grundlagendaten benötigt, um einerseits ein besseres Verständnis der Prozesse zu erhalten und andererseits Validierungsdaten für Reaktionsmechanismen bereitzustellen.
Für die quantitative Bestimmung von Molekülen, die typischerweise weit weniger als 1% des Gesamtgasgemisches ausmachen, aber trotzdem entscheidend für die Bildung von Emissionen sind, wird die laserinduzierte Fluoreszenz (LIF) eingesetzt. Die für LIF notwendige monochromatische UV-Strahlung, wird durch den Einsatz von abstimmbaren Farbstofflasern erzeugt. Die akkurate Quantifizierung von Molekülkonzentrationen stellt dabei die größte Herausforderung dar, da die Messmethode eine Kalibrierung benötigt und das Signal von den lokalen thermochemischen Zuständen abhängt, weshalb sie oft mit anderen Messmethoden kombiniert wird. Die gewonnen Daten in laminaren Flammen stellen einen wichtigen Pfeiler für die Validierung von Reaktionsmechanismen dar.
