Forschung gegen Verschwendung
Rund 40 Wissenschaftler*innen aus den Ingenieurwissenschaften, der Informatik und der Physik wollen in den kommenden vier Jahren erstmals experimentell abgesicherte Computersimulationsmodelle für schwer kontrollierbare, aber sehr energieintensive industrielle Partikel-Umwandlungsprozesse entwickeln.
Bei thermischen Produktionsverfahren, wie sie in Hochtemperaturprozessen für die Verarbeitung von Erzen und Baustoffen, der Produktion von Stahl, der Herstellung von Zement oder Keramik in Hochtemperaturöfen, aber auch bei der Kaffeeröstung oder der Trocknung von Tabletten stattfinden, werden die Partikel der zu verarbeitenden Grundstoffe, Lebensmittel oder Medikamente in einem Reaktor bewegt und von einem Gas durchströmt. Dabei finden chemische Reaktionen statt, die zur Weiterverarbeitung oder Veredelung der Partikel führen.
Durch eine genauere Abschätzung und Prognose der Abläufe dieser schwer zugänglichen Produktionsprozesse, wollen die Wissenschaftler den bisher kaum beherrschbaren Einsatz von Material und Energie präziser berechnen und damit sowohl den enormen Verbrauch fossiler Brennstoffe sowie den CO2-Ausstoß während dieser Partikel-Produktionsprozesse signifikant reduzieren. Zurzeit fordern diese großindustriellen Verfahren bis zu 17 Prozent des deutschen Energiebedarfs.
Prof. Dr. Viktor Scherer, Co-Sprecher des Verbunds und Inhaber des Lehrstuhls Energieanlagen und Energieprozesstechnik: „In der ersten Förderperiode haben wir als Energielieferant für die Hochtemperaturprozesse fossile Brennstoffe wie Erdgas betrachtet. In der zweiten Förderperiode widmen wir uns verstärkt einer wichtigen gesellschaftlichen Herausforderung, der Defossilisierung der Prozesse. Im Fokus stehen nun erneuerbare Energieträger wie Wasserstoff und Biomasse sowie die Elektrifizierung der Industrieprozesse durch erneuerbaren elektrischen Strom. Mikrowellenbeheizung von industriellen Reaktoren stellt zum Beispiel eine solche Elektrifizierungsmethode dar.“
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