Grundlagenforschung

 

Die hier genannten wissenschaftlichen Arbeiten wurden durch folgende Einrichtungen gefördert:

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Wissenschaftsrat (WR)

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Ausgewählte wissenschaftliche Arbeiten:
  • FOR 2687-2 „ Zyklische Schwankungen in hochoptimierten wasserstoffbetriebenen Motoren:
    Experiment und Simulation einer Multiskalen-Wirkungskette"
  • Exzellenzcluster 2186 „Fuel Science Center – Adaptive Umwandlungssysteme für erneuerbare Energie- und Kohlenstoffquellen“
  • Forschergruppe 2401 „Optimierungsbasierte Multiskalenregelung motorischer Niedertemperatur-Brennverfahren"
Abgeschlossene Projekte:
 
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Titel

Zyklische Schwankungen in hochoptimierten wasserstoffbetriebenen Motoren:
Experiment und Simulation einer Multiskalen-Wirkungskette

Kurzbezeichnung FOR 2687
Förderung

Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projekt-Nr./Förderkennzeichen FOR 2687-2
Kurzbeschreibung

Neben elektrifizierten Antrieben können wasserstoffbetriebene Verbrennungsmotoren eine mögliche kohlenstoffneutrale Lösung im Transportsektor darstellen, wenn der Wasserstoff durch Elektrolyse aus erneuerbaren Energien erzeugt wird. Das übergeordnete Ziel der Forschungsgruppe ist die systematische Analyse von zyklischen Schwankungen als Voraussetzung für die weitere Entwicklung und Optimierung von wasserstoffbetriebenen Verbrennungsmotoren.

Die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Wasserstoff erfordern die Weiterentwicklung bestehender Methoden und Modelle, die in der ersten Förderperiode entwickelt wurden. Dazu gehören die Verbrennungsmodellierung, experimentelle optische sowie thermodynamische Untersuchungen und eine Vorwärts- und Rückwärtsanalyse der Multiskalen-Wirkungskette.

Laufzeit seit 2023

 
 

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Titel Fuel Science Center
Homepage FSC
Förderung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), Wissenschaftsrat (WR)
Projekt-Nr. / Förderkennzeichen EXC 2186
Kurzbeschreibung

Die zunehmende Verfügbarkeit nicht-fossiler Energietechnologien eröffnet beispiellose Chancen zur Neugestaltung der Schnittstellen energetischer und stofflicher Wertschöpfungsketten für eine nachhaltige Zukunft. Die Grundlagenforschung des Exzellenzclusters „Fuel Science Center – Adaptive Umwandlungssysteme für erneuerbare Energie- und Kohlenstoffquellen“ (FSC) schafft die Basis für die integrierte Umwandlung von erneuerbarer Elektrizität mit biomassebasierten Rohstoffen und CO2 zu flüssigen Energieträgern mit hoher Energiedichte (Bio-hybrid Fuels), die eine hocheffiziente und saubere Verbrennung ermöglichen. Im FSC werden Erkenntnisse und wissenschaftliche Methoden erarbeitet, um die motorische Verbrennung fossiler Kraftstoffe durch adaptive Produktions- und Antriebssysteme auf Basis regenerativer Energie- und alternativer Kohlenstoffquellen unter dynamischen Randbedingungen zu ersetzen.

Laufzeit 01/2019 – 12/2025

 
 

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Titel

Optimierungsbasierte Multiskalenregelung motorischer Niedertemperatur-Brennverfahren

Homepage Forschergruppe 2401
Förderung Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

Projekt-Nr. /
Förderkennzeichen

FOR 2401
Kurzbeschreibung

Die ökonomische und ökologische Energiebereitstellung stellt eine zentrale gesellschaftliche Herausforderung dar. Zur Realisierung von hohen Wirkungsgraden bei gleichzeitig niedrigen Schadstoffemissionen untersucht die FOR2401 die zukunftsträchtige Niedertemperaturverbrennung (NTV).

Zur erfolgreichen Realisierung der Multiskalenregelung müssen grundlegende Forschungsfragen aus den Disziplinen Chemie, Verbrennungstechnik, Motorenforschung, Regelungstechnik und Numerik geklärt werden. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen werden maßgeschneiderte regelungstechnische Methoden entwickelt, die auf Echtzeitoptimierung basieren und die Kontrolle auf einer kleineren als der aktuell möglichen Zeitskala erlauben. Die Forschung erfolgt im engen Schulterschluss zwischen Natur- und Ingenieurswissenschaftler/innen der Universität Bielefeld, der Universität Freiburg und der RWTH Aachen University.

Laufzeit seit 2016