Am Lehrstuhl für Energiesysteme werden im Bereich Biomasse- und Reststoffnutzung potentielle Einsatzstoffe physikalisch und chemisch charakterisiert, vorbehandelt und in verschiedenen Versuchsanlagen für Verbrennung und Vergasung experimentell untersucht. Die gewonnenen Daten können dann im Bereich numerischer Strömungssimulationen (siehe CFD, LINK) zum Aufbau detaillierter Reaktionsmodelle genutzt werden und als Grundlage für die Auslegung von Großanlagen dienen. 

Mit dem übergeordneten Ziel der Kreislaufwirtschaft und der Substitution fossiler Energieträger zur Energiegewinnung und zur Herstellung von Basischemikalien und Treibstoffen werden biogene Rohstoffe wie Schadholz, oder Energiepflanzen, aber auch Reststoffe wie Klärschlamm, Altreifen, Kunststofffraktionen bis hin zu Restmüll betrachtet und der Einfluss unterschiedlicher Vorbehandlungsmethoden (z.B. Hydrothermale Karbonisierung, Pyrolyse oder Dampfaufschluss) auf Verbrennungs- und Vergasungsprozesse und den entstehenden Produkten untersucht. 

Dies alles folgt der zentralen Frage: Welche nachhaltigen Alternativen gibt es, um die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen (Erdöl/Erdgas) in den angesprochenen Industrien zu brechen und die CO2-Neutralität zu erreichen? 

Die Ziele sind hierbei vielfältig. Während in kleinen Anlagen Grundlagenuntersuchungen hinsichtlich der ablaufenden Reaktionen wie beispielsweise der Reaktionsgeschwindigkeiten oder Oberflächenveränderungen bei ablaufenden Gas-Feststoffreaktionen durchgeführt werden, dienen die großen Anlagen vielmehr dazu, die Eignung für industrielle Pyrolyse-, Vergasungs- oder Verbrennungs-prozesse zu erproben und potentielle Reaktorbedingungen brennstoffabhängig zu optimieren. Durch gezielte Probennahmen und anschließende Brennstoff bzw. Gasanalytik können hierbei wichtige Parameter für das Upscaling neuer Brennstoffe gesammelt und die potenziellen, industriellen Einsatzmöglichkeiten erprobt werden. Je nach Prozessbedingungen (z. B. Reaktionstemperatur und -druck, Heizraten, Reaktionsmedium) und Versuchsaufbau werden spezifische Brennstoffeigenschaften erfasst und Rückschlüsse auf das Reaktionsverhalten und den entstehenden Produkten (z.B. Gehalt an Wasserstoff, Teere, Aschegehalt), Ablagerungen und Korrosionserscheinungen gezogen. 

Unsere Versuchsanlagen sind für diese thermo-chemische Umwandlungsprozesse breit aufgestellt und decken dabei eine Größenskala von Mikroreaktoren bis hin zu industrienahen Pilotanlagen und mobilen Versuchsanlagen ab. Die technische Reife reicht hierbei von Laboranlagen für Grundlagenuntersuchungen (TRL (technology readiness level) 3-4, Drahtnetzreaktor, Hochdruck-Thermowaage) über Forschungsreaktoren in Einsatzumgebung (TRL 5-6 BabiTER, PiTER, Flugstromreaktor) bis hin zu Pilotreaktoren in der Einsatzumgebung (TRL 6-7 BOOSTER).