Stickoxidarme thermochemische Energieumwandlung von Ammoniak

Im Rahmen des Schwerpunktprogramms SPP 2419 (SPP 2419 - GEPRIS) arbeiten wir in Zusammenarbeit mit dem Institut für Werkzeugmaschinen der Universität Stuttgart und dem Institut für Werkstoffwissenschaft und -technologie der TU Berlin an einem interdisziplinären Ansatz für einen Proof-of-Concept zur direkten thermochemischen Umwandlung von Ammoniak in Hochleistungs-Verbrennungsanwendungen mit minimalem NOX und NH3-Schlupf. Die Entwicklung wird durch die Kombination von drei Schlüsseltechnologien ermöglicht: (i) additive Fertigung, die die Gestaltung eines (ii) hocheffizienten in-situ NH3-Reformers für die anschließende Verbrennung von H2-angereicherten Mischungen in einem (iii) autoignition-stabilisierten Verbrennungsprozess ermöglicht. Die in-situ NH3-Spaltung in NH3-H2-N2-Mischungen nutzt die vorteilhaften Verbrennungseigenschaften von H2 (z. B. erweiterte Flammgrenzen im Magerbetrieb, Belastbarkeit bei Dehnungen und Lastflexibilität) aus, bietet gezielte NOX-Minimierung und umgeht die verteilungsbedingten Herausforderungen von H2. Das Forschungsprojekt kann in drei Teilbereiche unterteilt werden:

1. Additive Fertigung eines flexiblen Einspritz- und Mikromischungssystems für gasförmige Brennstoffe.
2. Additive Fertigung eines Brennstoffreformers zur in-situ Spaltung von Ammoniak in Wasserstoff und Stickstoff.
3. Thermochemische Umwandlung der NH3-H2-N2-Brennstoffmischung in autoignition-stabilisierten Verbrennungsprozessen (z. B. MILD, FLOX).

01.10.2023 – 30.09.2026 (voraussichtlich)

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