Die Abteilung befasst sich experimentell und numerisch mit Fragestellungen, die mit der Verwendung von alternativen Brennstoffen wie z.B. von biogenen Vergasungsgasen, stark wasserstoffhaltigen Synthesegasen sowie der CO2-Reduzierung verbunden sind. Dies bezieht sich auf Probleme der Schadstoffbildung sowie auf Fragen der Verbrennungseigenschaften wie Selbstzündung, Wärmefreisetzung und Flammenlöschung, insbesondere für die Nutzung in modernen Gasturbinen und in Motoren.
Zu alternativen Brennstoffen zählen z.B. feste Brennstoffe wie Holz und biogene Abfall- und Reststoffe, flüssige wie Bioalkohol aus BtL-Prozessen (biomass to liquid) und gasförmige Brennstoffe wie biogenes Methan – gewonnen z.B. aus Vergärungsprozessen von Pflanzenmaterial, Synthesegase aus der Vergasung von Biomasse oder Wasserstoff, usw.
Biogene Vergasungsgase bestehen je nach eingesetzter Biomasse und benutztem Vergasertyp aus unterschiedlichen Anteilen von Wasserstoff, Kohlenmonoxid, Methan, Stickstoff, Kohlendioxid und Wasser. Wasserstoff zeichnet sich durch eine große laminare Flammengeschwindigkeit, einen weiten Zündbereich und eine hohe adiabate Verbrennungstemperatur aus, im Unterschied zu z. B. Erdgasen. Wegen der hohen Reaktivität von Synthesegasen muss das Zündverhalten eingehender betrachtet werden, um Beschädigungen der Brenner oder gar der Gasturbine aufgrund von möglichen Selbstzündungen oder Flammenrückschlägen auszuschließen.
Flammengeschwindigkeiten und Zündverzugszeiten von verschiedenen Brennstoffen Das Verbrennungsverhalten biogener Prozessgase unter realen Bedingungen ist derzeit noch nicht hinreichend genau bekannt, um einen störungsfreien Betrieb in Gasturbinen und -Motoren sowie in Brennstoffzellen zu gewährleisten. Um die Nutzungs- und Anwendungsmöglichkeiten ausschöpfen zu können (z.B. Brennstoffflexibilität, Einsatz in verschiedenen Anlagen, z.B. auch dezentral in einer Mikrogasturbine), muss die experimentelle Datenbasis erweitert werden, insbesondere durch Messen der laminaren Flammengeschwindigkeit und der Zündverzugszeiten bei hohen Drücken, hohen Vorwärmtemperaturen und einem weiten Brennstoff-Luft-Bereich.
Durch Vergleich mit diesen experimentellen Datensätzen können dann detaillierte Reaktionsmechanismen entwickelt, überprüft und optimiert werden. Anschließend können vereinfachte Reaktionsmodelle erarbeitet werden, die für numerische Simulationen dringend benötigt werden.