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13.06.2024

24.04.2023

Sicherheit von neuen treibhausgasarmen Kältemitteln fundiert bewerten

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Der auch aufgrund der Klimaerwärmung zunehmende Bedarf an nachhaltiger Kühlung und Klimatisierung lässt die Nachfrage nach Kältemitteln weltweit steigen. Nach dem Verbot klimaschädlicher Fluorkohlenwasserstoffe (FCKW) und der schrittweisen Reduzierung ihrer noch immer schädlichen Ersatzstoffe, wollen Forschende eine neue Generation von natürlichen und synthetischen Kühlmitteln mit geringem Treibhauspotenzial untersuchen.

Dabei spielen auch die Sicherheitstechnik und der Explosionsschutz eine erhebliche Rolle. Dem widmen sich die Mitarbeitenden der neuen Forschungsgruppe "ExRef: Explosionsgefahren von Kältemitteln mit geringem Treibhauspotenzial", deren Sprecher von der PTB gestellt wird. Sie ist eine von 13 Forschungsgruppen, die die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) im März 2023 eingerichtet hat. Die Gruppen erhalten insgesamt rund 48,6 Millionen Euro und werden maximal zweimal vier Jahre gefördert.

Die Forschungsgruppen der DFG ermöglichen Wissenschaftlern, sich aktuellen und drängenden Fragen ihrer Fachgebiete zu widmen und innovative Arbeitsrichtungen in interdisziplinären Teams zu etablieren. An ExRef sind namhafte Forschungseinrichtungen beteiligt: die Technische Universität München (TUM), das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) sowie die Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen (RWTH Aachen).

PTB-Wissenschaftler Detlev Markus ist Sprecher der Forschungsgruppe und betont: "Wenn wir die Sicherheit von treibhausgasarmen Kältemitteln der nächsten Generation fundiert bewerten wollen, brauchen wir ein grundlegendes Verständnis ihrer Zündung und der anschließenden selbsterhaltenden Flammenausbreitung."

Die Forschenden wollen daher in sechs numerischen und experimentellen Projekten gemeinsam ein mathematisches Modell zur Antizipation von Entzündung und Flammenausbreitung entwickeln und physikalisch-chemische wie auch methodische Fragen bearbeiten, die für verschiedene Klassen von Kältemitteln von großem Interesse sind. Mit solchen Modellen - wenn sie auf hochwertigen Daten beruhen - lassen sich sicherheitstechnische Kenngrößen anhand der Molekularstruktur vorhersagen.

Die Ergebnisse der Forschungsgruppe sollen bei der Entwicklung und Auswahl optimierter Kältemittel Anwendung finden, sodass zusätzlich zu den thermodynamischen und physikalischen Eigenschaften und den geforderten geringen Umweltauswirkungen der Kältemittel auch die sicherheitsrelevanten Eigenschaften frühzeitig gemessen und damit berücksichtigt werden können.

Quelle: Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB)