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Forschungsprojekt CH2P zur Entwicklung von Technologielösungen für Wasserstoff-Blockheizkraftwerke gestartet

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Wasserstoff gilt als einer der wichtigsten Energieträger für die Energiewende in Deutschland. Neben der Schwerindustrie und Mobilität wird die Energieerzeugung einer der wichtigsten Konsumenten von Wasserstoff werden, sodass mittelfristig Erdgas substituiert werden kann. Nachdem das Thema Versorgungssicherheit seit Februar 2022 vermehrt in den Fokus der Öffentlichkeit rückt, erhöht sich die Nachfrage nach effizienten Wasserstofflösungen in der Energiewirtschaft. Die OTH Amberg-Weiden entwickelt zusammen mit der 2G Energy AG und acht weiteren Partnern in dem Forschungsprojekt „Technologielösungen für hocheffiziente Zero-Emission H2-Motoren für KWK-Anwendungen“ (CH2P) Kraft-Wärme-Kopplungs-Anlagen (KWK) der nächsten Generation, um aus Wasserstoff hocheffizient und kostengünstig Strom und Wärme bereitzustellen.  

Das Vorhaben wird über das 7. Energieforschungsprogramm des Bundes mit rund 2,36 Mio. Euro gefördert, die OTH Amberg-Weiden erhält davon rund 587.000 Euro Fördermittel. Die OTH Amberg-Weiden ist mit dem Kompetenzzentrum für Kraft-Wärme-Kopplung (KoKWK) durch zwei wissenschaftliche Mitarbeitende in vier der insgesamt fünf Arbeitsschwerpunkte dieses Verbundprojekts vertreten. Mit der stattgefundenen Auftaktsitzung in Heek beginnt nun die Arbeit aller beteiligten Projektpartner.

Emissionsfrei und klimaneutral

Als wichtiger Teil des Energieerzeugungssektors ermöglichen KWK-Anlagen bereits heute sowohl eine hocheffiziente Wärmeerzeugung für Industrieabnehmer und Wärmenetze als auch die Stabilisierung des Stromnetzes durch die Abdeckung der Residuallast als Gegenstück und Partner der volatilen, erneuerbaren Einspeisungsanlagen. Durch den Einsatz wasserstoffbetriebener KWK-Anlagen können diese Leistungen emissionsfrei und klimaneutral erbracht werden. Der Lead-Partner dieses Projekts, die 2G Energy AG, beliefert bereits heute Kunden in steigender Anzahl mit rein wasserstoffbetriebenen BHKW, deren Entwicklung kontinuierlich voranschreitet. Im Projekt soll die Leistungsdichte der Aggregate weiter gesteigert werden, sodass sich die Effizienz erhöht und die Kosten reduziert werden können.

Hocheffizient durch innovative Motorsysteme und neue Verbundmaterialien

In drei der fünf Arbeitsschwerpunkte dieses Verbundprojekts sollen Technologielösungen entwickelt werden, die eine Erhöhung dieser spezifischen Leistung ermöglichen. Hierzu sollen zum einen Hardwaremodifikationen am Motor durch 2G durchgeführt werden. Außerdem wird mithilfe eines Unterauftragnehmers ein smartes Zündsystem entwickelt, welches auf den reinen Wasserstoffbetrieb ausgelegt wird und somit zu einer höheren Verbrennungseffizienz führt. Zusammen mit dem Kompetenzzentrum für Kraft-Wärme-Kopplung (KoKWK) der OTH Amberg-Weiden werden darüber hinaus Potenziale zur Verbesserung der Gemischhomogenisierung und dadurch wiederum der Verbrennungseffizienz betrachtet.

Ein weiterer Arbeitsschwerpunkt liegt auf der Entwicklung neuartiger Kolbenringe für Verbrennungsmotoren. Hier arbeiten das Deutsche Zentrum für Luft und Raumfahrt (Institut für Bauweisen und Strukturtechnologie) und die CVT GmbH & Co. KG, ein Hersteller von Spezialkeramiken, mit dem Kolbenhersteller KS Large Bore Pistons Germany GmbH zusammen. Zum Ende des Projekts sollen erste Prototypen am Motorprüfstand an der OTH in Amberg getestet werden.

Ebenfalls im Fokus: Weitere Schadstoffminimierung

Im letzten Arbeitsschwerpunkt wird ein System zur Eliminierung des einzigen im Abgas auftretenden Luftschadstoffes NOx durch einen neuartigen SCR-Katalysator, welcher mit dem Reduktionsmittel H2 statt Harnstoff arbeitet, entwickelt. Die Partner Universität Leipzig (Institut für Technische Chemie) und Forschungszentrum Jülich (Institut für Energie- und Klimaforschung) finden geeignete Materialien und Bearbeitungsverfahren. Zusammen mit dem Pulverhersteller IBU-tec advanced materials AG und dem Katalysatorhersteller Interkat Catalyst GmbH sollen dann Prototypen hergestellt werden, die ebenfalls am Motorenprüfstand an der OTH in Amnerg erprobt werden.

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