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Studentische Arbeit

Thema
Experimentelle Untersuchung der minimalen Zündenergie von NH3/Luft und NH3/H2/Luft-Gemischen
Eingestellt am
22.02.2022
Kennziffer
22.01.355
Kategorie
Bachelor-Arbeit
Master-Arbeit
Beschreibung

Im Fachbereich 3.5 „Explosionsschutz in der Energietechnik“ der PTB am Standort Braunschweig ist im Rahmen eines Forschungsprojektes die folgende studentische Arbeit zu vergeben:

 

 „Experimentelle Untersuchung der minimalen Zündenergie
von NH3/Luft und NH3/H2/Luft-Gemischen“

Bachelor- / Masterarbeit

Anwendung

Ammoniak (NH3) als die technisch wichtigste Stickstoffverbindung wird jährlich weltweit im Megatonnen-Maßstab produziert und aktuell zum Großteil zur Herstellung von Düngemitteln verwendet. NH3 ist selbst kein Klimagas und kann klimaneutral mittels erneuerbarer Primärenergiequellen hergestellt werden. Da NH3 viel einfacher zu handhaben ist als Wasserstoff, wird NH3 in Zukunft wesentlich zur Sektorenkopplung von Strom und Mobilität beitragen.

Ammoniak ist daher ein vielversprechender Energieträger im Rahmen der Energiewende. NH3 ist selbst brennbar und kann als ein klimaneutraler Kraftstoff für den direkten Einsatz in Verbrennungskraftmaschinen genutzt werden.
Jedoch ist NH3 schwer zu entzünden und besitzt nur eine geringe laminare Verbrennungsgeschwindigkeit. Daher wird oftmals die Nutzung von NH3 in Verbrennungskraftmaschinen in Mischungen mit anderen Kraftstoffen untersucht. Von besonderer Bedeutung ist dabei die in situ Dissoziation von NH3, um so ein NH3/H2-Gemisch vor der Einspritzung in die Motorzylinder zu erzeugen. Der Wasserstoff soll eine einfache Steuerung und verbesserte Leistung der NH3-Verbrennung ermöglichen.

Aufgaben dieser Arbeit

Die minimal zur Zündung eines vorgemischten Kraftstoff-Luft-Gemischs notwendige Energie ist ein wichtiger Parameter zur Charakterisierung und Bewertung der Zündfähigkeit des Gemischs. Diese Größe findet Verwendung bei der Bewertung von Explosionsgefahren sowie bei der Optimierung von Zündsystemen. Aufgaben dieser Arbeit sind:

  • Bestimmung der minimal zur Zündung notwendigen Energie von NH3/Luft und NH3/H2/Luft-Gemischen in Abhängigkeit von Gemischzusammensetzung und Länge der Funkenstrecke

  • Bestimmung der minimal zur Zündung notwendigen Energie von NH3/Luft und NH3/H2/Luft-Gemischen in Abhängigkeit von Gemischzusammensetzung und Länge der Funkenstrecke

  • Untersuchung des Einflusses des Auftriebs auf die sich selbst erhaltende Flammenausbreitung nach Zündung

  • Ermittlung von laminaren und effektiven Verbrennungsgeschwindigkeiten


Stellenanforderungen
  • Student/in (m/w/d) der Physik, Ingenieurwissenschaften, Elektrotechnik oder in einem verwandten Studiengang
  • Idealerweise erste Erfahrungen in experimentellen Arbeiten
  • Selbstständige, zielgerichtete Arbeitsweise
  • Ausgeprägte Kommunikations- und Teamfähigkeit
Beschäftigungsort
Braunschweig
Organisationseinheit
Abt. 3 "Chemische Physik und Explosionsschutz"
Interessiert?

Fragen und weitere Informationen:

Dr. Stefan Essmann

Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Bundesallee 100, 38116 Braunschweig
AG 3.55 Regenerative Energieträger und -speicher
Tel: +49 531 / 592 3550
E-Mail: stefan.essmann@ptb.de