Im Forschungsvorhaben „Technologielösungen für hocheffiziente Zero-Emission H2-Motoren für KWK-Anwendungen“ (CH₂P) entwickelt die OTH Amberg-Weiden über das Kompetenzzentrum für Kraft-Wärme-Kopplung (KoKWK) zusammen mit der 2G Energy AG und acht weiteren Partnern KWK-Anlagen der nächsten Generation, die aus reinem Wasserstoff hocheffizient und kostengünstig Strom und Wärme bereitzustellen.

Als wichtiger Teil des Energieerzeugungssektors ermöglichen verbrennungsmotorische Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK-Anlagen) bereits heute eine hocheffiziente Wärme- und Stromerzeugung als auch die Stabilisierung des Stromnetzes durch den Ausgleich der schwankenden Einspeisung der erneuerbaren Energien. Durch den Einsatz wasserstoffbetriebener Aggregate (H2-BHKW) können diese Leistungen emissionsfrei und klimaneutral erbracht werden. Der Fokus des Projekts CH₂P liegt auf der Erhöhung der Effizienz und Verminderung von Kosten der Technologie, welche von 2G bereits am Markt angeboten und in steigender Stückzahl verkauft wird. Durch die Forschungsarbeiten sollen die H2-BHKW zu einer wirtschaftlichen Alternative zu erdgasbetriebenen Aggregaten entwickelt werden.

Die OTH Amberg-Weiden ist in vier der insgesamt fünf Arbeitsschwerpunkte dieses Verbundprojekts vertreten. Zum einen wird 2G bei der Erhöhung der Leistungsdichte der Motoren durch Hardwaremodifikationen unterstützt. Zum anderen werden in Amberg Potenziale zur Verbesserung der Gemischhomogenisierung und der Verbrennungseffizienz betrachtet. Hierzu werden mittels Strömungssimulationen optimierte Motorengeometrien ermittelt, die im Anschluss durch optische Untersuchungen an einem H2-BHKW-Prüfstand im Technikum des KoKWK validiert werden können.

In einem weiteren Arbeitsschwerpunkt wird ein gänzlich neuer Ansatz zur Verwendung keramischer Verbundmaterialien zur Herstellung von Kolbenringen für Verbrennungsmotoren verfolgt. Hier arbeiten das Deutsche Zentrum für Luft und Raumfahrt (Institut für Bauweisen- und Konstruktionsforschung) und die CVT GmbH & Co. KG, ein Hersteller von Spezialkeramiken mit dem Kolbenhersteller KS Kolbenschmidt GmbH zusammen. Zum Ende des Projekts sollen erste Prototypen am Motorprüfstand in Amberg getestet werden.

Im letzten Arbeitsschwerpunkt wird ein System zur Eliminierung des einzigen im Abgas auftretenden Luftschadstoffes NOx durch einen neuartigen SCR-Katalysator, welcher mit dem Reduktionsmittel H2 statt Harnstoff arbeitet, entwickelt. Die Partner Universität Leipzig (Institut für Technische Chemie) und Forschungszentrum Jülich (Institut für Energie- und Klimaforschung) finden geeignete Materialien und Bearbeitungen, zusammen mit dem Pulverhersteller IBU-tec advanced materials AG und dem Katalysatorhersteller Interkat Catalyst GmbH sollen dann Prototypen hergestellt werden, die ebenfalls am Prüfstand in Amberg erprobt werden sollen.

Folgende Abbildung stellt die Arbeitsschwerpunkte und die daran beteiligten Projektpartner dar: