Prof. Dr.-Ing. Sandra Hartl hat kürzlich von der Hochschule Esslingen die Bewilligung für ihr neues Forschungsvorhaben „Skalenreduzierte Modellierung der Oxidation von Metallen für die klimaneutrale Energieversorgung (Skare-Me)“ erhalten. Dabei handelt es sich um ein Projekt für den Forschungsstart speziell für neuberufene Professoren, das mit rund 150.000 Euro von der Carl-Zeiss-Stiftung gefördert und ab Dezember 2024 starten wird.
In ihrer zweijährigen Forschungsarbeit wird Prof. Hartl die Auslegung und Bewertung industrieller Prozesse mit Fokus auf die Verbrennung von Metallpulvern in den Blick nehmen. Ziel ist es, Metallpulver als alternativen und klimaschonenden Energieträger zu betrachten.
Eine sichere, klimaneutrale Energieversorgung zählt aktuell zu den größten gesellschaftlichen Herausforderungen. Insbesondere Metalle, deren gespeicherte chemische Energie beispielsweise in umgerüsteten Kohlekraftwerken freigesetzt werden kann, erfahren hier ein wachsendes Interesse. Dies ist in einem Kreislauf möglich.
Mit regenerativ erzeugtem Strom kann Eisenoxid (Rost) zu Eisen reduziert werden. Örtlich und zeitlich getrennt davon kann dieser Eisen zur Stromerzeugung oxidiert werden. Diese Oxidation wird auch als Verbrennung bezeichnet und setzt die im Eisen gespeicherte Energie frei. Dadurch kann erneuerbare Energie in großen Mengen gespeichert, transportiert und CO2-frei bereitgestellt werden. Für eine schnelle Einführung der Technologie in bestehende Prozesse ist eine simulationsgesteuerte Bewertung der Verfahren notwendig.
„Skalenreduzierte Ansätze können relevante Kennfelder wie den Umsatz oder Informationen über potenzielle Schadstoffe bereitstellen. Dabei benötigen sie nur einen reduzierten Rechenaufwand im Vergleich zu detaillierten Simulationen“, erläutert die Professorin aus der Fakultät Maschinen und Systeme. Zudem hat das Projekt die Weiterentwicklung einer effizienten Beschreibung der Verbrennung von Eisen für den großtechnischen Maßstab als Ziel.
Gleich zu Beginn der Professur ein angesagtes Forschungsprojekt
„Die im Vorhaben entwickelte Methodik kann einen wichtigen Beitrag für eine klimaneutrale Zukunft leisten“, freut sich auch die Prorektorin Forschung und Transfer, Prof. Dr. Gabriele Gühring. „Prof. Hartl modelliert einen neuen bisher weniger beachteten Ansatz zur Energiespeicherung. Die Förderung durch die Carl-Zeiss-Stiftung ermöglicht es, gleich zu Beginn der Professur mit einem angesagten Forschungsprojekt zur nachhaltigen Energieversorgung zu starten. Das ist auch für unsere Bachelor- oder Masterstudierenden im Maschinenbau wichtig, die so aktiv an einer Energiewende hin zu erneuerbaren Energien mitwirken können“, stellt sie fest.