Wasserstoff-Verbrennungsmotor mit variabler Verdichtung (VCR)

Projektbeschreibung

Die Speicherung großer Mengen regenerativ erzeugter elektrischer Energie aus Windkraft und Photovoltaik in Form von Wasserstoff (H₂) ist machbar und wirtschaftlich sinnvoll. Neben der Rückverstromung in stationären oder mobilen Brennstoffzellen kann der Wasserstoff auch hervorragend als Verbrennungsmotorenkraftstoff zum Antrieb von Fahrzeugen aller Art genutzt werden. Genau wie bei der Brennstoffzelle, enthält das Abgas lediglich Luft und Wasserdampf. Die Entstehung sonstiger Schadstoffe wie CO₂, NO_x oder Partikel, kann durch ein entsprechend ausgelegtes Brennverfahren vermieden. Im Vergleich zur Brennstoffzelle können in Motoren auch wesentlich unreinere Gasqualitäten genutzt werden. Zudem können mit Motoren bei gegebenen Kühlerflächen in den Fahrzeugen größere Leistungen installiert werden. Die Robustheit und die Einsatzmöglichkeit auch bei sehr tiefen und sehr hohen Umgebungstemperaturen sprechen ebenfalls für die motorische Nutzung. Die mobile Speicherung von Wasserstoff in Drucktanks und die sichere Betankung ist technisch beherrschbar und befindet sich im Serieneinsatz.

In diesem Vorhaben soll untersucht werden, inwieweit Leistung und Effizienz eines H₂-Motors durch Einsatz einer 2-stufigen variablen Verdichtung gesteigert werden können, um somit die Markteintrittschancen der CO₂-freien H₂-Motorentechnik zu verbessern.

Dazu soll ein Industriedieselmotor für den H2-Betrieb ertüchtigt werden und mit der 2-stufigen variablen Verdichtung ausgestattet werden. Anhand von thermodynamischen Untersuchungen auf einem speziell für Wasserstoffbetrieb ausgelegten Motorenprüfstand der Hochschule soll die erreichte Wirkungsgrad- und Leistungssteigerung umfassend untersucht werden.