Nachhaltige Brennstoffe für die Energiewende
Inhalt
- Energieperspektiven und Einführung in nachhaltige Kraftstoffe
- Verfahren zur Umwandlung nachhaltiger Kraftstoffe
- Kraftstoffsynthese: Vergasung und Fischer-Tropsch
- Biomasseverbrennung
- Verbrennungskinetik von nachhaltigen Brennstoffen
- Einführung in Verbrennungssimulationen und -experimente
- Wasserstoff
- Ammoniak
- Nachhaltige Kraftstoffanwendung: Verbrennungsmotoren und Gasturbinen
- Lebenszyklus-Analyse
- Einführung in Brennstoffzellentechnologie und metallische Brennstoffe
Wissen und Verstehen
Der Kurs gibt einen Überblick über die Rolle nachhaltiger Kraftstoffe auf dem Weg zur Dekarbonisierung. Es werden verschiedene Energieumwandlungskonzepte für Biokraftstoffe, E-Fuels und Bio-Hybrid-Kraftstoffe vorgestellt, und zwar im Hinblick auf die Charakterisierung von Rohstoffen, Prozessen, Energiefluss, Wirtschaftlichkeit und Kohlenstoff-Fußabdruck. Die Grundlagen von Verbrennungsprozessen werden vorgestellt und die Diskussion wird durch die Theorie der Verbrennungschemie ergänzt. Die Anwendbarkeit von nachhaltigen Kraftstoffen auf wichtige technische Anwendungen, wie Verbrennungsmotoren und Gasturbinen, wird diskutiert. Großes Augenmerk wird auf Wasserstoff und Ammoniak als wichtige kohlenstofffreie Brennstoffkandidaten für den Übergang zu einer kohlenstofffreien Wirtschaft gelegt. Der Schwerpunkt liegt auf dem neuesten Stand der Forschung zu Herstellungs- und Verbrennungsprozessen. Es werden Methoden der Lebenszyklusanalyse und ihre Anwendung auf verschiedene Well-to-Wheel-Szenarien vorgestellt. Abschließend wird eine Einführung in die Brennstoffzellentechnologie und metallische Brennstoffe gegeben.
Fertigkeiten und Kompetenzen
- Verständnis nachhaltiger Kraftstoffherstellungsprozesse, Modellierung von Verbrennungsprozessen, ihre Anwendung in Verbrennungsmotoren und Gasturbinen - Kommunikation zu verschiedenen Themen wie Verbrennung, Schadstoffe, nachhaltige Kraftstoffe, spezifische wichtige Kraftstoffe wie Ethanol, Biodiesel, Ammoniak und Wasserstoff
- Berechnungen zur Bestimmung der Kraftstoffeigenschaften, Verbrennung in Verbrennungsmotoren und Gasturbinen
- Simulationen zur Bestimmung grundlegender Verbrennungsgrößen wie Zündverzögerungszeit und laminare Flammengeschwindigkeit
- Verständnis für die Durchführung von Verbrennungsexperimenten