Verbundprojekt für effizientere Wasserstoffmotoren

Gaskraftwerke sollen ab 2035 überwiegend mit grünem Wasserstoff betrieben werden. Aktuell fehlen dazu jedoch technisch ausgereifte und ausreichend effiziente Antriebe, die für den grünen Energieträger geeignet sind, teilt dazu die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM) mit. Aus diesem Grund unterstützt das BAM das Verbundprojekt Phoenix. Es wird von Rolls-Royce Power Systems geleitet und hat zum Ziel, einen Prototypen für eine neue Generation von Wasserstoffmotoren zu entwickeln. 

Die BAM bringt in das Projekt Phoenix ihre Expertise auf den Gebieten Wasserstoff und Tribologie ein, so die Bundesanstalt ihn ihrer Mitteilung. Eine technische Herausforderung bei der Entwicklung eines Wasserstoffmotors sind insbesondere Verbrennungsanomalien: „Bei Wasserstoff ist im Vergleich zu Erdgas die Neigung zu Anomalien, wie zum Beispiel zur Vorentflammung höher“, so Enis Askar vom Wasserstoff-Kompetenzzentrum der BAM. „Das bedeutet, dass der Motor zu früh zündet und hohe Druckspitzen entstehen. Dies wiederum kann den Wirkungsgrad des Motors und seine Lebensdauer negativ beeinflussen. Wir untersuchen vor allem, welche Rolle der Schmierstoff bei diesem Vorgang hat, und testen verschiedene Schmierstoff-Zusammensetzungen, die im Projekt entwickelt werden.“ 

Darüber hinaus erforscht die BAM, ob der Schmierstoff seine eigentlichen Aufgaben – Schmierung und Schutz gegen Verschleiß − auch zuverlässig in der anspruchsvollen Wasserstoffumgebung erfüllt. Dazu verfügt die BAM über spezielle Testeinrichtungen, die die Untersuchung der tribologischen Eigenschaften in Wasserstoff-Atmosphäre ermöglichen. Beteiligt am Verbundvorhaben Phoenix sind neben Rolls-Royce Power Systems die TU München, die Mahle Industriemotoren-Komponenten GmbH, Fuchs Schmierstoffe GmbH sowie der Bosch-Geschäftsbereich Large Engine.

Auch an weiteren Standorten wird an H2-Motoren geforscht, etwa in Ostbayern. Das Kompetenzzentrum für Kraft-Wärme-Kopplung (KoKWK) an der Ostbayerischen Technischen Hochschule (OTH) Amberg-Weiden etwa hat gemeinsam mit dem BHKW-Hersteller 2G Energy aus Heek vor einigen Monaten ein bestehendes Erdgas-Blockheizkraftwerk für den Betrieb mit Wasserstoff umgerüstet und dies wissenschaftlich begleitet (wir berichteten).

Im vergangenen Oktober wurde es mit dem neuen Brennstoff in Betrieb genommen. Ergänzend errichtete man eine Wasserstoffversorgung mit einem zentralen Lager. Das BHKW im KWK-Technikum auf dem Gelände der Hochschule in Amberg dient Forschungszwecken und soll in den nächsten Jahren weitere Erkenntnisse über einen effizienteren und sicheren H2-Betrieb liefern. Die Ergebnisse werden auch hier von den Forschenden regelmäßig veröffentlicht.