Partikelaufgelöste Experimente für die saubere Feststoffverbrennung

Die Suche nach einer umweltfreundlichen Energieerzeugung erfordert neue Ideen, um Probleme wie die zeitlichen Schwankungen erneuerbarer Energiequellen und die großen Entfernungen zwischen Erzeugung und Verbrauch zu lösen. Die Nutzung chemischer Energieträger, insbesondere von Feststoffen, spielt dabei eine wichtige Rolle (wird in neuem Tab geöffnet) . Um den Übergang zu einer umweltfreundlicheren Energieerzeugung zu ermöglichen, ist ein genaues Verständnis der Verbrennung von Feststoffen im Labormaßstab erforderlich.

Ein neuer Übersichtsartikel von Tao Li , Christopher Geschwindner , Andreas Dreizler und Benjamin Böhm in der Fachzeitschrift Measurement Science and Technology fasst den aktuellen Stand der Forschung zu diesem Thema zusammen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den Fortschritten bei der Anwendung partikelauflösender optischer Diagnostik zur Untersuchung der Verbrennung fester Brennstoffe auf mikroskopischer Ebene. Dazu gehören Experimente zur Verbrennung von Kohle und Biomasse in Oxyfuel-Atmosphären sowie zur Nutzung von Eisen in regenerativen Oxidations-Reduktionsprozessen.

Der Beitrag ordnet die Untersuchungen in der Literatur nach Brennstoffart, Reaktortyp und untersuchten Parametern und stellt exemplarisch einzelne, wegweisende Untersuchungen vor. Wichtige Messparameter sind Anzahldichte, Partikelgröße und -form, Oberflächentemperatur, Zünd- und Abbrandzeiten, Struktur der Gasflammen, Gastemperatur, Bildung von Nanopartikeln, Gasgeschwindigkeit und Partikeldynamik.

Schwierigkeiten und Forschungslücken bei der Untersuchung der Verbrennung fester Brennstoffe werden auf der Grundlage des aktuellen Forschungsstandes aufgezeigt und der zukünftige experimentelle Bedarf skizziert. Der Artikel gibt einen umfassenden Einblick in die saubere Stromerzeugung durch Verbrennung fester Brennstoffe und die Bedeutung der partikelauflösenden optischen Diagnostik.