Lehrstuhl
für Strömungsmechanik
InnoNet Projekt CERPOR verhilft Porenbrennertechnologie
zu Marktreife
Die Porenbrennertechnologie, am Lehrstuhl
für Strömungsmechanik der Universität Erlangen-Nürnberg
maßgeblich mitentwickelt, steht an der Schwelle zur Marktreife.
Damit diese schneller überschritten werden kann, hat das Bundesministerium
für Wirtschaft und Arbeit das Verbundprojekt CERPOR ins Leben
gerufen. Insgesamt 1,2 Millionen Euro werden bereitgestellt, weitere
210.000 Euro bringen die beteiligten Unternehmen auf.
Im Rahmen von
CERPOR sollen Keramikkomponenten für diese neuartige und vielseitige
Verbrennungstechnik neu- und weiterentwickelt werden. Die Projektleitung
hat der Lehrstuhl für Strömungsmechanik (Prof. Dr. Franz
Durst) übernommen, der als technologisches Zentrum der Porenbrennertechnologie
gilt. Die entscheidende Innovation dieser Technologie stellt die
Verbrennung eines Brennstoff-Luft-Gemisches dar, das nicht mehr
in einer offenen Flamme, sondern innerhalb einer porösen Hochtemperaturkeramik
aus Siliziumkarbid oder Aluminiumoxid abläuft. Die maßgeblichen
Vorteile sind niedrige Schadstoffwerte, eine kompakte Bauweise und
eine stabile Verbrennung selbst bei schwankenden Brennstoffeigenschaften;
auch Pflanzenöl kann verwendet werden. Porenbrenner sind prinzipiell
für zahlreiche Einsatzbereiche in Haushalt, Industrie, Kraftwerken
und Kraftfahrzeugen geeignet.
Das größte
Hindernis für die Markteinführung stellt derzeit die Lebensdauer
der eingesetzen Keramiken dar. Gemeinsam mit mittelständischen
Keramikherstellern und Anwendern der Porenbrennertechnologie sollen
keramische Bauteile für den Einsatz im Porenbrenner unter dem
Gesichtspunkt der Lebensdauer entwickelt und optimiert werden. Die
am Projekt CERPOR beteiligten Firmen PTC SA, Duotherm Isoliersysteme
und Pritzkow Spezialkeramik sind bislang die einzigen Hersteller
von Materialien für Porenbrenner, die unter wirtschaftlichen
Gesichtspunkten für eine Serienproduktion geeignet und den
geforderten Belastungen gewachsen sind. Sie verfügen aber nicht
über das Instrumentarium an Analysegeräten, das für
eine systematische Weiterentwicklung der Materialien und Herstellungsprozesse
notwendig ist. Außerdem sind bisher nur stark begrenzte Kapazitäten
zur Durchführung von Betriebstests sowie beschleunigten Lebensdauertests
vorhanden. Diese sind notwendig, um die Keramiken auf die verschiedenen
Einsatzgebiete hin zu optimieren.
Wirkprinzip der
Porenbrennertechnologie
Foto: LSTM
In das Verbundprojekt CERPOR sind auch die auf Hochtemperaturkeramiken
spezialisierten Institute des Deutschen Zentrums für Luft-
und Raumfahrt (DLR) sowie der Eidgenössischen Materialprüfanstalt
(EMPA) in der Schweiz als Kooperationspartner integriert. Die Anforderungen
zukünftiger Anwender der Porenbrennertechnologie bringen die
Firmen GoGaS, Enginion und DaimlerChrysler bereits in der Entwicklungsphase
ein. Sie repräsentieren drei typische Einsatzgebiete: den Großanlagenbau,
die Haushaltstechnik und die Kraftfahrzeugtechnik. Während
GoGaS als Anlagenbauer einen exakten Lebensdauerzyklus für
sehr hohe Temperaturen definieren will, um einen rechtzeitigen Austausch
vornehmen zu können, streben Enginion und DaimlerChrysler eine
möglichst lange Haltbarkeit an.
Die Implementierung
von einfachen Methoden zur Qualitätskontrolle der Keramiken
zeigte bereits erste Auswirkungen auf die Lebensdauer. Einfache
und bezahlbare Materialtests sollen bereits im Herstellungsprozess
eine gleichbleibende Qualität der Keramikbauteile sicherstellen.
Alle Qualitätsparameter werden auf Laufzetteln erfasst, um
mögliche Ursachen für Schadensfälle ermitteln zu
können. Mit den bisher eingeführten Maßnahmen können
starke Schwankungen der Materialqualität, die großen
Einfluss auf die Langzeitstabilität hat, vermieden werden.
Nun wird durch gezielte Untersuchungen und die Weiterentwicklung
von Keramikbauteilen eine weitere Erhöhung der Standzeiten
angestrebt.
Mit seinem Förderprogramm
InnoNet unterstützt das Bundesministerium für Wirtschaft
und Arbeit Projekte, die helfen sollen, das Wissen von Forschungseinrichtungen
in die praktische Anwendung zu transferieren und gleichzeitig die
Marktorientierung der Forschung in öffentlichen und gemeinnützigen
Forschungseinrichtungen zu erhöhen. Durch eine intensive Zusammenarbeit
von mittelständischen Unternehmen mit den Forschungseinrichtungen
sollen Forschungsergebnisse schneller als bisher in marktfähige
Produkte und Verfahren umgesetzt werden.
Porenbrennerelemente auf dem Dauerprüfstand
Foto: LSTM
Weitere Informationen
Dipl.-Ing. Alexander
Mach
Lehrstuhl für Strömungsmechanik
Tel.: 09131/85 -29499
alexander.mach@lstm.uni-erlangen.de
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