DBU aktuell Nr. 10 | Oktober 2011

Informationen aus der Fördertätigkeit der Deutschen Bundesstiftung Umwelt

Computermodell der Verbrennungsphasen
Darstellung eines Computermodells, das die turbulenten Verbrennungsphasen verdeutlicht.

3.) Mikrowellenzündung mit Zukunftspotenzial

Die Arbeit von Verbrennungsmotoren beruht darauf, dass ein Gemisch aus Kraftstoff und angesaugter Luft gezündet und die Wärmeausdehnung des heißen Gasgemisches genutzt wird, um einen Kolben zu bewegen. In gängigen Otto­motoren liefern Zündkerzen den zünden­den Funken für diese Verbrennung. Ein Nachteil dieser Zündtechnologie: Die von einem Zündpunkt ausgehende Verbrennung ist zunächst langsam und ineffektiv (laminare Verbrennungsphase), so dass Schadstoffe und unnötige Abwärme entstehen. Erst anschließend setzt die sogenannte turbulente Verbrennungsphase ein, in der die chemische Energie des Kraftstoffes effizient in mechanische Energie umgesetzt wird.

Ein neues Zündverfahren könnte die laminare Brennphase reduzieren oder sogar komplett eliminieren: Bei der Mikrowellenzündung wird über einen Hochfrequenzgenerator ein Mikrowellenimpuls erzeugt, der das gesamte Kraftstoff-Luft-Gemisch im Brennraum erfasst und homogen zündet (sogenannte Volumenzündung). Der Microwave Ignition AG (MWI) aus dem badenwürttembergischen Empfingen gelang es, die prinzipielle technische Machbarkeit dieser Mikrowellenzündung zu zeigen: In einem DBU-finanzierten Vorprojekt wurden durch Mikrowellen schnell ablaufende exotherme Reaktionen innerhalb des Kraftstoff-Gemisches ausgelöst, wie sie für eine Verbrennung typisch sind. Bei einer erfolgreichen technologischen Weiterentwicklung des Verfahrens wären sehr effiziente Motoren mit deutlich verringertem Schadstoff- und CO2-Ausstoß realisierbar, die überdies mit einem sehr mageren Kraftstoffgemisch betrieben werden könnten.

Die MWI AG bündelt zurzeit ihr unternehmerisches Potenzial für eine weitere Projektphase, die erneut für eine Förderung durch die DBU in Frage kommen könnte.
www.mwi-ag.com