Förderung für Smart Reactors Intelligente Reaktoren soll nachwachsende Ressourcen effektiv umwandeln

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Die Deutsche Forschungsgemeinschaft fördert den Sonderforschungsbereich „Smart Reactors“ am Institut für Mehrphasenströmungen der TU Hamburg. Durch die Grundlagenforschung sollen künftig neue Technologien für intelligente Reaktoren zur Verarbeitung nachwachsender Rohstoffe entwickelt werden.

Um dem Klimawandel entgegenzuwirken und widerstandsfähigere Lieferketten zu schaffen, ist es unverzichtbar, statt fossiler Rohstoffe wie Öl und Gas, nachwachsende Ressourcen zum Beispiel aus Pflanzenabfällen zu nutzen. Diese schwanken jedoch saisonal und regional in ihrer Verfügbarkeit und Qualität. Zu ihrer Verarbeitung benötigt man daher neuartige Verfahren und Apparate, die sich flexibel an veränderte Bedingungen anpassen. Um eine solche Anpassung zu ermöglichen, müssen Parameter wie Druck, Temperatur, Konzentration und Strömung heterogener Gemische (Mehrphasenströmungen) innerhalb der Reaktoren kontinuierlich mit Sensoren lokal überwacht und unmittelbar korrigiert werden. Der Name „Smart Reactors“ ist dabei Programm: Er steht dafür, wie Ressourcen nachhaltig in verschiedene Produkte umgewandelt werden, indem die Reaktionsbedingungen autonom optimiert werden. Das führt zu resilienteren Prozessen, die dann besser übertragbar sind.

Der Leiter des Instituts für Mehrphasenströmungen und Sprecher des SFBs, Prof. Michael Schlüter, ist sehr erfreut über die DFG-Förderung: „Mit diesem Sonderforschungsbereich erhält die Hamburger Verfahrenstechnik die einmalige Chance, einen wesentlichen Beitrag zum Wandel unserer Rohstoffbasis zu leisten. Die Technologie dieser Reaktoren wird es ermöglichen, künftig nachwachsende Rohstoffe direkt dort zu nachhaltigen Produkten umzuwandeln, wo sie auch anfallen. Mit den Projekten des SFBs werden wir in den nächsten Jahren die Ingenieurinnen und Ingenieure ausbilden, die uns zu einem klimafreundlicheren Wohlstand führen können – ganz im Sinne der TU Hamburg-Vision: Engineering to Face Climate Change.“

Der Wissenschaftler führt die Idee des Smart Reactors genauer aus: „In unserer Vision erfasst der autonome Reaktor lokale Prozessbedingungen mit integrierten Sensoren in situ, also an Ort und Stelle, und leitet chemische sowie elektrische Signale direkt an flexible Komponenten im Reaktor weiter. Diese Aktuatoren können daraufhin ihre Eigenschaften hinsichtlich Geometrie, Struktur oder elektrischer Leitfähigkeit verändern und so die Prozessbedingungen positiv beeinflussen.“ Auch die Co-Sprecherin Prof. Irina Smirnova betont die Ziele in diesem SFB: Die lokalen Prozessbedingungen in Reaktoren zu erfassen, sie in Modelle umzuwandeln und durch lokale Maßnahmen zu optimieren, um stets optimale Prozessbedingungen mit konstanter Produkt­qualität und maximaler Ausbeute sicherzustellen.

TU Hamburg-Präsident Prof. Andreas Timm-Giel hebt die Bedeutung des SFBs für zukünftige Forschung hervor: „Sonderforschungsbereiche der DFG gehören zu den wichtigsten Förderprogrammen überhaupt und sind eine hohe Anerkennung der wissenschaftlichen Leistung der Antragstellenden. Ich bin sehr stolz darauf, dass mit dem SFB Smart Reactors nun ein zweiter SFB an der TU Hamburg eingerichtet wird. Der SFB bereitet den Weg zu ressourcen- und energieeffizienten Prozessen in adaptiven und teil-autonomen Reaktoren. Als ausdrücklich strukturbildende Maßnahme wird der SFB die Weiterentwicklung unserer TU nachhaltig prägen.“

Der SFB Smart Reactors verfolgt einen umfassenden Ansatz, an dem 17 Institute der TU Hamburg sowie die HAW Hamburg, die Universität Hamburg, die Leuphana Universität Lüneburg, die Universität Freiburg und die Forschungsinstitute Hereon Geesthacht sowie das Desy beteiligt sind. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit ermöglicht die Bündelung von Know-how und einzigartigen Experimentiermöglichkeiten.

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