Forschung an der MSF

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Rostocker Motoren-Forscher setzen auf Wasserstoff als Antrieb

„Wasserstoff ist der Antrieb der Zukunft“. Davon sind unisono die beiden Professoren Karsten Müller und Bert Buchholz von der Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik der Universität Rostock, fest überzeugt. An ihren Lehrstühlen für Technische Thermodynamik (LTT) sowie Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren (LKV) wird im Forschungsverbund, an dem auch die FVTR GmbH, eine Ausgründung aus der Uni Rostock, beteiligt ist, eine Wasserstoff-Infrastruktur aufgebaut und schrittweise in Betrieb genommen. Das neuartige System umfasst verschiedene Komponenten, darunter eine Übergabestation zur kontinuierlichen Belieferung mit Wasserstoff aus Flaschenbündeln oder einem Trailer, eine Gasmischstrecke zur Vermengung von Wasserstoff und anderen Prozessgasen sowie entsprechende Sicherheitstechnik. Damit soll einerseits die reine Wasserstoffverbrennung in motorischen Anwendungen untersucht werden. Zum anderen soll das Potenzial der Beimischung von Wasserstoff zu anderen Energieträgern, wie z.B. Erdgas, betrachtet werden. An der Universität gibt es inzwischen ein starkes Forschungsumfeld für Wasserstoffmotoren, an dem beispielsweise  auch Professor Wilko Flügge vom Fraunhofer IGP beteiligt ist. 

Wasserstoff-Mobilität stelle eine zeitgemäße Alternative zum mit fossilen Kraftstoffen betriebenen Motor dar. Oberstes Ziel der Rostocker Forscher ist es, wie Professor Buchholz sagt, „neue schadstoffarme und klimaneutrale Motoren zu entwickeln, bei denen als Abgas nur Wasserdampf in die Luft ausströmt und schädliche Abgase vermieden werden.“ Die aktuellen Herausforderung formuliert er so: „Der Klimawandel und die Notwendigkeit zur schnellen und drastischen Reduzierung von CO2-Emissionen stellen die internationale Schifffahrt vor völlig neue Aufgaben“.

Doch bevor sich Motoren mit klimaneutralem Wasserstoff betreiben lassen, „müssen wir noch viele Fragen rund um das Thema Wasserstoff klären“, sagt Professor Müller, der an der TU München Chemieingenieurwesen studierte, und anschließend an der Universität Erlangen promovierte und sich habilitierte. Am Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg hat der heute 38-jährige sich anschließend mit dem Thema erneuerbare Energien umfangreich wissenschaftlich auseinandergesetzt und auch in den USA und Südafrika zur Technologie der Wasserstoffspeicherung geforscht. Seit einem halben Jahr forscht er nun an der Universität Rostock. 

„Die hohe Expertise von Prof. Karsten Müller, Wasserstoff als Energieträger der Zukunft mit möglichst geringem Energieaufwand effizient zu speichern und für den Bedarf freisetzen zu können, ergänzt die interdisziplinäre Forschung in der Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik, in der Professor Bert Buchholz eine schadstoffarme Verwendung in Motoren weiterentwickelt, um beispielsweise die Entstehung von Stickoxiden zu minimieren.“, beschreibt Rektor Wolfgang Schareck seine Freude über die Berufung von Professor Karsten Müller.

Wie Antriebe funktionieren, wie Motoren laufen, das fasziniert den gebürtigen Rostocker Bert Buchholz seit seiner Schulzeit. Passend dazu hat er Großmotoren zu seiner Lebensaufgabe gemacht.
An der Universität Rostock vereint aktuell beide Forscher die Frage: Wie kann ein Motor mit Wasserstoff betrieben werden? 
Als glücklichen Umstand verweist Bert Buchholz auf die Zusammenarbeit mit der FVTR GmbH, die als unabhängiger Forschungsdienstleister in den Feldern der thermischen Prozesse und Energiemaschinen, die Schnittstelle zwischen universitärer Grundlagenforschung und den spezifischen Anforderungen der Industrie füllt.

Auf den Prüfständen werden Simulationsverfahren und Motorenversuche miteinander verknüpft sowie neuartige Brennverfahren für Schiffsmotoren experimentell erforscht. Aktuell erwartet der Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren eine Förderzusage für ein Vierjahresprojekt bei dem die Rostocker Forscher den Focus stark auf Wasserstoff als Kraftstoff für Motoren legen werden, so dass der Motor minimale Treibhausgasemissionen bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch und hoher Lebensdauer erreicht. 

Laut Buchholz werden in den kommenden Jahren intensive Forschungen notwendig sein, um die verschiedenen Kraftstoffe hinsichtlich ihrer Eignung und Auswirkungen auf Antriebstechnologien, Umwelt, Sicherheit, Wertschöpfung und Infrastruktur zu bewerten und fundierte strategische Entscheidungen abzuleiten.
Projektpartner der Fakultät sind internationale Motorenbauer und Industriepartner. „Es geht uns um Lösungen für Schiffsantriebe, schwere LKW und große mobile Maschinen“, fassen Buchholz und Müller zusammen. Text: Wolfgang Thiel
 

Universitäts-Rektor Professor Wolfgang Schareck freut sich über die interdisziplinäre Forschung an der Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik. (Foto: Universität Rostock).
Drei Forscher haben Großes vor: Professor Bert Buchholz (l.), Professor Karsten Müller (vorn) und Dr. Martin Reißig (CFVTR GmbH) forschen daran, wie sich Motoren mit Wasserstoff betreiben lassen. (Foto: Universität Rostock/Thomas Rahr).

Kontakt

Universität Rostock
Fakultät für Maschinenbau und Schiffstechnik
Prof. Dr. Karsten Müller
Tel.: +49 381 498-9400
E-Mail: karsten.muelleruni-rostockde

Prof. Dr. Bert Buchholz
Tel.: +49 381 498-9150
E-Mail: bert.buchholzuni-rostockde