Kalte Flammen am Motor

Vorentwicklung für effiziente und schadstoffarme Verbrennung

Biokraftstoffe weitgehend ungereinigt in aufgeladenen Motoren einsetzen und die Schadstoffemissionen so weit reduzieren, dass eine kostenintensive und den Wirkungsgrad verschlechternde Abgasnachbehandlung durch Partikelfilter überflüssig wird. Was wie die Quadratur des Kreises klingt, sind durchaus realistische Ziele eines öffentlich geförderten Forschungsprojektes der Oel-Waerme-Institut GmbH (OWI) in Kooperation mit der Universität Hannover und der Aixcellsys GmbH. Diese Vorentwicklung einer neuen Verbrennungstechnologie könnte zum Beispiel in Blockheizkraftwerken zur Wärme- und Stromerzeugung zum Einsatz kommen, die mit flüssigen Brennstoffen wie Biodiesel oder Pflanzenöl betrieben werden. Das technische Konzept sieht vor, dass der Kraftstoff in einem dem Motor vorgelagerten Reaktor zunächst zu einem homogenen Gemisch verdampft wird. Dies soll mit der am OWI entwickelten "Kalte-Flammen-Technologie" unter hohem Druck von bis zu 5 bar geschehen, so dass auch aufgeladene Motoren mit einer optimierten Befüllung betrieben werden können. Das so entstehende Gasgemisch wird in einen stationären Einzylinder-Forschungsmotor zur Verbrennung eingemischt, wobei unterschiedliche Varianten aus homogener und partieller Vormischung getestet werden. Ziel ist es, durch die autotherme Vorverdampfung das Brennverfahren so zu beeinflussen, dass sowohl die Stickoxid- als auch die Rußemissionen deutlich sinken und im Idealfall ein Partikelfilter zur Abgasnachbehandlung nicht mehr erforderlich ist. Durch den Einsatz von biogenen Kraftstoffen kann eine weitgehend CO2-neutrale Verbrennung realisiert werden.

Gefördert wird das Projekt vom Bundesministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Verbraucherschutz über dessen Projektträger, die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR). Im Projektkonsortium ist OWI für die Entwicklung eines Vorverdampfers und die Vormischung unter Einsatz der Kalte-Flammen-Technologie zuständig. Die Steuerung für das Gesamtsystem von Reaktor und Motor wird von der Firma AixCellSys GmbH entwickelt. Das Institut für Technische Verbrennung (ITV) der Leibniz Universität Hannover ist auf die Brennverfahrensentwicklung von Dieselmotoren spezialisiert. Als Projektpartner führt es die Untersuchungen an Forschungsmotoren durch.