Hohe Temperaturen, niedrige Emissionen: Das AdReku-Forschungsprojekt hat einen innovativen Rekuperatorbrenner entwickelt, der einen entscheidenden Beitrag zur Energiewende in der Industrie leisten kann. Die Schlüsselkomponenten stammen dabei aus dem 3D-Drucker.
Im Forschungslabor zeigt der neuartige AdReku-Brenner, was er kann: Während er stufenweise von Erdgas auf Wasserstoff umstellt, analysiert eine Kamera die Flamme, um sicherzustellen, dass sie die benötigte Hitze und Qualität für industrielle Prozesse liefert.
Das Besondere an AdReku: Er kann Erdgas und Wasserstoff parallel nutzen. Unternehmen können so weiterhin Erdgas einsetzen und sich gleichzeitig auf den Übergang zu Wasserstoff vorbereiten. Damit wird der Brenner zu einer wichtigen Brücke zwischen fossilen Brennstoffen und einer klimafreundlicheren Wasserstoffzukunft.
Fortschrittliches Gasmischsystem: Weniger Stickoxide, mehr Effizienz
Das Herzstück des Brenners ist eine zweikanalige Mischeinheit, die eine parallele Nutzung von Erdgas und Wasserstoff ermöglicht. Sie sorgt dafür, dass Brenngase und Luft optimal gemischt werden, was die Stickoxid-Emissionen deutlich reduziert. Gleichzeitig ermöglicht die Konstruktion eine Verbrennung bei höheren Temperaturen, was die Wärmeübertragung effizienter macht.
Berechnungen zeigen, dass optimierte Brennersysteme mit einer Vorwärmtemperatur von 1.000 Grad Celsius bis zu 12 Prozent Energie gegenüber herkömmlichen Anlagen mit 600 Grad Celsius sparen können. Verglichen mit Kaltluftbrennern beträgt die Einsparung sogar bis zu 50 Prozent.
Verbesserte Wärmeübertragung durch innovative Materialien
Ein zentraler Bestandteil des AdReku-Brenners ist der Rekuperator, der für eine effiziente Wärmeübertragung sorgt. Dieser wurde aus drei verschiedenen Materialien gefertigt, die je nach Temperatur eingesetzt werden:
- Keramik in der Nähe des Brenners, wo die Temperaturen am höchsten sind.
- Edelstahl bei mittleren Temperaturen.
- Kupfer, das bei niedrigeren Temperaturen für eine optimale Wärmeleitfähigkeit sorgt.
Diese Materialkombination verbessert die Effizienz des Systems erheblich.
3D-Druck: Schlüssel zur Effizienzsteigerung
Sowohl die Mischeinheit als auch der Rekuperator wurden im 3D-Druck gefertigt. Dadurch können komplexe Strukturen realisiert werden, die eine größere Übertragungsfläche bei gleichbleibendem Raum bieten und die Wärmeübertragung erheblich steigern.
Obwohl der 3D-Druck aktuell noch zeit- und kostenintensiv ist, sinken die Produktionskosten mit der Weiterentwicklung der Technologie. Gleichzeitig reduzieren die verbesserten Anlagen den Brennstoffverbrauch, wodurch sich die höheren Anschaffungskosten schnell amortisieren.
Auszeichnungen für Innovation und Zukunftsfähigkeit
Für diese bahnbrechende Entwicklung wurde das AdReku-Team 2024 mit dem Innovationspreis des Landes Nordrhein-Westfalen in der Kategorie „innovation2business“ ausgezeichnet. Bereits 2023 war der AdReku-Brenner Finalist beim Deutschen Zukunftspreis – ein Beweis für die Bedeutung und Zukunftsfähigkeit dieses Projekts.
