Prozess- & Energietechnik

Plasmen mit erhöhter Energiedichte eignen sich für die Einkopplung elektrischer Energie in industrielle Prozesse. Die entsprechenden Technologien können zur Defossilisierung bzw. Dekarbonisierung und damit zur Emissionsminderung insbesondere in Industriezweigen mit hohem Energiebedarf beitragen. Je nach gewünschten Prozessbedingungen können thermische Plasmen mit Spitzentemperaturen zwischen 10 und 20 Tausend Grad oder Plasmen im Übergangsbereich zu nichtthermischen Plasmen mit Gastemperaturen von einigen Tausend Grad oder auch weniger eingesetzt werden. Neben dem reinen Energietransfer auf Gase und Festkörper unterstützen die Plasmen auch chemische Konversionsprozesse etwa durch die Aufspaltung von Molekülen. Sie eignen sich damit zur Unterstützung von thermochemischen Prozessen in der Wasserstofftechnik und der Kreislaufwirtschaft. Energiereiche Plasmen treten außerdem auf, wenn hohe Ströme geschaltet werden, u.a.  in den Energieversorgungsnetzen. Hier wird der Umstieg auf eine grüne Schaltertechnologie angestrebt, die den Einsatz klimaschädlicher, insbesondere Fluor-haltiger Substanzen vermeidet.

Die Arbeiten im Forschungsschwerpunkt konzentrieren sich auf folgende Forschungsfragen:

• Verständnis des Plasmaverhaltens und der Plasmachemie bei hohen Drucken sowie in Interaktion mit katalytisch aktiven Materialien
• Wechselwirkung thermischer Plasmen mit Feststoffen insbesondere in Schmelz- und Gasifizierungsprozessen
• Verhalten und Einsatz von Vakuumbögen in Hochspannungsanwendungen sowie Untersuchungen zu Hybridschaltgeräten insbesondere für Gleichspannungssysteme
• Elektrischer Durchbruch und Ausbildung nicht-thermischer Plasmen oder Plasmazonen in Korrelation mit der Plasmachemie