Zusammenfassung

Für eine Transformation des Energiesystems hin zur kohlenstoffneutralen Energiewandlung ist die thermochemische Nutzung wasserstoffbasierter Brennstoffe unerlässlich, da sie in diesem Zusammenhang erhebliche Vorteile bietet. Thermochemische Energiewandlungsverfahren sind weit verbreitet, zuverlässig und lassen sich mit Brennstoffen wie Wasserstoff und Ammoniak vollständig kohlenstofffrei betreiben. Sie sind „drop-in“-fähig und ermöglichen eine graduelle Substitution fossiler Energieträger, wodurch komplexe disruptive Technologiewechsel vermieden werden. Daher kommen thermochemischen Hochtemperaturprozessen in Verbindung mit kohlenstofffreien chemischen Energieträgern im Energiesystem der Zukunft und der vorangehenden Übergangsphase Schlüsselrollen zu. Diese Technologien erfordern Brennstoffflexibilität, die hier gemeinsam mit der Optimierung von Effizienz, Emissionen und Sicherheit durch die Kombination der Verbrennungswissenschaften mit innovativen Fertigungsverfahren, z. B. der additiven Fertigung, und den damit verbundenen Freiheitsgraden in Material und Design erreicht werden soll.

Im Vergleich zu herkömmlichen Brennstoffen besitzen Wasserstoff und Ammoniak fundamental andere Verbrennungseigenschaften, die sich etwa in außerordentlich hohen Brenngeschwindigkeiten sowie unterschiedlichen Flammbarkeitsgrenzen und Zündenergien widerspiegeln. Viele dieser Aspekte sind aufgrund der bislang untergeordneten technologischen Relevanz dieser Brennstoffe nur unzureichend untersucht und für eine weitere Technologieentwicklung nicht ausreichend gut verstanden. Allerdings bergen diese Brennstoffe große Potentiale, um thermische Wirkungsgrade und Schadstoffemissionen erheblich zu verbessern. Dabei ermöglicht simulationsgestütztes Design gemeinsam mit modernen Fertigungsverfahren neue Brennergeometrien, die den hohen Anforderungen bei der Verwendung dieser Brennstoffe genügen können.

In diesem Schwerpunktprogramm (SPP) wird ein neuer interdisziplinärer Ansatz verfolgt, der die Kompetenzen der Verbrennungsforschung und der additiven Fertigung miteinander verknüpft. Die Hypothese des SPP ist, dass nur ein umfassendes Verständnis der Verbrennungsgrundlagen sowie die Integration moderner 3D-Fertigungsverfahren durch simulationsgestütztes Design die gleichzeitige Verbesserung von Flexibilität, Effizienz und Emissionen in thermochemischen Energiewandlungsprozessen ermöglichen kann.

Das SPP soll als koordinierte und netzwerkbildende Maßnahme dazu beitragen, die relevanten Disziplinen der Chemie, der Verbrennungsforschung, der Materialwissenschaften und der Fertigungstechnologien zusammenzubringen. Dadurch sollen die technologierelevanten Grundlagen systematisch, schnell und interdisziplinär entwickelt werden, sodass zeitnah die Basis für weitere Technologieentwicklung im Bereich der thermochemischen Nutzung kohlenstofffreier Brennstoffe ermöglicht werden kann und so ein wichtiger Beitrag zum Klimaschutz geleistet wird.

Weitere Informationen

Weitere Informationen zur Zusammenstellung eines Teams finden Sie im Template für die Projektskizzen. Bitte reichen Sie so bald wie möglich aber spätestens zum 7.7.2022 eine Skizze entsprechend der gegebenen Vorlage ein. Sie können dabei auswählen, ob Sie diese zum vereinfachten Teambuilding mit anderen teilen wollen. Geteilte Skizzen werden dann online und durch Passwort geschützt allen zur Verfügung gestellt, die selbst eine Skizze teilen.

Eine verkürzte Version des Einrichtungsantrags mit mehr Informationen finden Sie hier

Bitte beachten: Ein Team/Projekt besteht in der Regel aus drei Partnern (aus dem Verbrennungsbereich je ein experimentelles und ein Theorie-/Simulations-/Modellierungs-Teilprojekt und darüber hinaus ein AM-Teilprojekt) und umfasst daher in der Regel drei Doktorandenstellen. Auch bei Antragstellung im Team ist nur ein gemeinsamer Antrag einzureichen, wobei die von der DFG vorgegebenen Seitenzahlen einzuhalten sind (siehe DFG Formular 54.01). Die Anträge sind in englischer Sprache zu verfassen.

Projektskizzen für das Teambuilding

Wenn Sie auf der Suche nach Projektpartnern sind finden Sie die eingereichten Skizzen in unserer Datenbank. Das Passwort für den Zugriff auf die Projektskizzen wird allen zur Verfügung gestellt, die selbst Ihre Projektskizze teilen. Die Vorlage für die Projektskizzen (project sketch) finden Sie unter “Timeline”.

Kontakt für Fragen und Einreichung von Projektskizzen: spp2419@itv.rwth-aachen.de

Timeline

  • If you are looking for project partners: Submit project sketch (Projektskizze) (template) as soon as possible
  • If you already have a team: Submit project sketch (Projektskizze) (template) (volutary, but very helpful) by 7. July 2022, but earlier is better. More details are given in the template
  • DFG Rundgespräch to support teambuilding (online after registration, only for projects that require teambuilding): 30. August 2022 (8:15 – 10:00)
  • Deadline for registration on DFG portal: 15. November 2022
  • Proposal submission deadline: 29. November 2022
  • Review panel site visit with all proposers: 9./10. February 2023