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Das EBI vbt stellt sich vor...

01.09.2020

Das Engler-Bunte-Institut des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) ist mit seinem Teilinstitut Verbrennungstechnik (EBI vbt) in Methcar beteiligt. Für das Interview stellte sich Frau Dr. Alexandra Loukou zur Verfügung, die Projektleiterin des EBI vbt für MethCar.

Guten Tag Frau Loukou. Was ist die Rolle von EBI vbt in MethCar?

Wir erforschen grundlegende Verbrennungseigenschaften von EE-Methan, das ja perspektivisch fossiles Erdgas in Gasmotoren ersetzen kann. Wir schauen uns auch an, inwiefern das Vorkommen anderer Substanzen in EE-Methan, zum Beispiel Wasserstoff oder Spuren von Kompressoröl, die Verbrennungseigenschaften beeinflussen. Unsere Untersuchungen sind also sehr grundlagenorientiert.

Sind die Verbrennungseigenschaften von reinem Methan nicht längst bekannt?

Es gibt auf jeden Fall viele Studien zum Thema Motorverbrennung von Methan, sowohl von Forschungseinrichtungen als auch von Motorherstellern. Ein in den Studien allerdings kaum beachtetes Thema ist die Frage, wie Emissionen und insbesondere Partikel entstehen. Um das zuverlässig vorherzusagen, müssen die Verbrennungsmodelle optimiert werden. Dieses Thema hat erst in den letzten Jahren verstärkt Aufmerksamkeit auf sich gezogen und erfordert noch Grundlagenforschung – insbesondere bei höheren Drücken, die für praktische Anwendungen relevanter sind.

Deshalb möchten wir Chemiemodelle validieren und optimieren, mit denen wir die Emissionen von Kraftstoffen vorhersagen. Um verschiedene vorhandene Modelle evaluieren zu können, brauchen wir experimentelle Daten aus gut definierten Verbrennungsbedingungen.

Was ist denn das Neue an Ihrem Aufbau?

Das Besondere am Aufbau ist, dass wir im Verbrennungsprozess eine eindimensionale Flamme erzeugen. Um eine solche Flamme numerisch zu modellieren, brauchen wir keine komplexen 3D-Modelle mit komplizierten turbulenten Strömungen. Dadurch können die Chemiemodelle, die wir damit verknüpfen, umso komplexer sein. Das bringt uns interessante Erkenntnisse über die chemischen Prozesse, die dort ablaufen.

Ein weiterer Aspekt unseres Aufbaus ist, dass wir die meisten Experimente bei hohem Druck durchführen, wie er auch in Motoren vorherrscht. Solche Untersuchungen sind sehr wichtig, weil selbst für ansonsten gut charakterisierte Kraftstoffe wie Methan Daten für hohe Drücke fehlen.

Was ist das Alleinstellungsmerkmal von EBI vbt? Was können Sie, was sonst niemand beitragen könnte?

Unserem besten Wissen nach gibt es derzeit in Deutschland keine ähnliche Anlage für Versuche mit einem derartigen Modellbrenner, Gegenstrombrenner genannt, unter kontrollierten Hochdruckbedingungen bis 20 bar. Auch die „state-of-the-art“ Messtechnik für nicht-invasive Messungen der interessanten Parameter ist in diesem Zusammenhang einzigartig. Deshalb sind experimentelle Daten aus unserem Aufbau sehr nützlich für die gesamte Forschungsgemeinschaft im Bereich der Verbrennung.

Wenn das Projekt erfolgreich abgeschlossen wäre, woran würde das EBI vbt das merken?

Für uns als Forschungseinrichtung wäre es natürlich ein großer Erfolg, Verbrennungsprozesse zuverlässig bei hohem Druck charakterisieren zu können. Außerdem würde es uns natürlich sehr freuen, wenn unsere Daten den Projektpartnern helfen, hoch effiziente Gasmotoren Wirklichkeit werden zu lassen.

Gesamtkoordination:

MTU Friedrichshafen GmbH
Maybachplatz 1
88045 Friedrichshafen

 

DVGW-Forschungsstelle am Engler-Bunte-Institut
des Karlsruher Instituts für Technologie

Engler-Bunte-Ring 1 – 9
76131 Karlsruhe