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FSU-IAP_Heiße Zeiten am ZIK ultra optics -HITECOM

Stoffumwandlungsprozesse bei hohen Temperaturen sind von zentraler Bedeutung bei der Bereitstellung von Energie und chemischen Wertstoffen. Dabei nimmt die Bedeutung von Kohle als mittel- und langfristige Nutzungsoption in Deutschland (Energiewende) und weltweit (China, Indien, Südamerika, Südafrika, Osteuropa, Zentralasien) wieder zu. Die neue Herausforderung besteht nun jedoch darin, Verfahren zu entwickeln, die den zunehmend schlechteren Brennstoffqualitäten gerecht werden. Insbesondere die steigenden Aschegehalte führen zu zunehmender Unwirtschaftlichkeit der etablierten Verfahren. Zu den ‚aschetoleranten‘ Verfahren, wie sogenannte Wirbelschicht- und die Festbettvergasung, fehlen für die Weiter- und Neuentwicklung dieser Verfahren jedoch fundierte Modellsysteme.

BIld zu PM MPI-BGC 19.02.2014Jedoch gerade die Hochtemperaturprozessstufen sind am ressourcen- und energieintensivsten. Sie stehen deshalb heute im Fokus der Effizienzsteigerung und der damit verbundenen Entwicklung neuer Technologien. Aus diesem Grund wollen sich die beiden Zentren für Innovationskompetenz (ZIK) ‚Virtuhcon‘ der TU Freiberg und ‚ultra optics‘ am Institut für Angewandte Physik zum Verbundprojekt ‚HITECOM - High Temperature Conversion Optical Measurement‘ zusammenschließen, um die am Partikel ablaufenden Reaktionen und Veränderungen in situ sowohl orts- als auch zeitaufgelöst zu erfassen und damit erstmals detaillierte numerische Modelle dieser komplexen Prozesse für eine effiziente Strategie zur Technologieentwicklung zu entwickeln.
Neben dem Einfluss der Partikelporosität soll auch der Einfluss der Strömungsgeschwindigkeit der Gase eingehend untersucht werden. Durch die Kombination von Simulation und optischer in-situ Messtechnik werden Werkzeuge entwickelt, mit denen reale Hochtemperatur-Konversionsprozesse abgebildet und realitätsnah beschrieben werden können. Dafür wurden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für das Jahr 2014 rund 950.000 € zur Verfügung gestellt.
Das ZIK ‚ultra optics‘ konzentriert sich hierbei auf die Entwicklung der optischen in situ-Messtechnik. Mit ihrer Hilfe wird es möglich sein, bislang nicht zugängliche Parameter der Vergasung (hoher Druck, hohe Temperatur) bei hoher räumlicher Auflösung zu messen. Für diese extremen Umgebungsbedingungen müssen neue Optiken entwickelt werden. Darüber hinaus wird mit ‚fs-CARS‘ am ZIK ‚ultra optics‘ ein innovatives Spektroskopieverfahren entwickelt, welches zu einem verbesserten Verständnis der Moleküldynamik in Gasgemischen sorgt. Insgesamt wird somit am ZIK ‚ultra optics‘ eine breit angelegte Kompetenz auf dem Gebiet spektroskopischer Verfahren mittels Hochleistungslaser geschaffen.

Kontakt:
Prof. Stefan Nolte
stefan.nolte@uni-jena.de
+49(0)3641 | 9-47820