Projekt „Lichtbogenbeheizter Plasmabrenner“:
Revolutionär – Wasserdampf statt Edelgas
In der Natur ist Plasma keine Seltenheit – der so genannte „vierte Aggregatzustand“ kommt in Blitzen ebenso vor wie im Polarlicht, in der Sonnenkorona oder im interstellaren Raum. Obwohl sich also 99 Prozent der sichtbaren Materie des Universums im Plasmazustand befindet, bleibt es eine echte Herausforderung, dieses elektrisch leitfähige Gas für technische Anwendungen künstlich herzustellen. Die Entwicklung von Plasmaquellen für Raumfahrtanwendungen ist im Steinbeis-Transferzentrum Raumfahrt keine unbekannte Aufgabe. Der grundsätzlich neue Aspekt dieses gemeinsam mit der PlasmaAir AG durchgeführten Projektes „Lichtbogenbeheizter Plasmabrenner“ war, dass die Plasmaquellen für Wasserdampf als Plasmagas entwickelt worden sind. Während man bisher bei lichtbogenbeheizten Plasmaquellen vor allem Edelgase und reduzierte Gase wie Stickstoff einsetzte, gelang es in diesem Projekt, eine Plasmaquelle mit Wasserdampf als Plasmagas zu entwickeln und zu qualifizieren – eine echte Innovation! Die Neuentwicklung bietet neben zahlreichen technischen Vorteilen auch beste Voraussetzungen für die unterschiedlichsten Anwendungsbereiche, beispielsweise die thermische und chemische Behandlung von Sonderabfällen. Da überrascht es kaum, dass die im Steinbeis-Transferzentrum Raumfahrt zu Demonstrationszwecken gebaute autonom arbeitende Vorführanlage bereits verkauft wurde.
Vorteile von Wasserdampfplasma:
- Kostenersparnis: Niedrigere Betriebs- und Investitionskosten
- Vielseitigkeit: Der Betrieb mit verschiedenen Gasen ist ohne große Umbauten möglich
- Enthalpiedichte: hier können mit Wasserdampfplasma sehr hohe Wert erreicht werden
- Chemische Zusammensetzung: Wasserdampfplasma ist chemisch sehr reaktiv und daher hochinteressant für verfahrenstechnische Anwendungen
Technische Eckdaten des Wasserdampfbrennersystems:
- Entwicklung der Plasmaquellen, der darauf zugeschnitten Stromversorgung und eines geeigneten Dampferzeugers
- Aktuell verfügbar und qualifiziert: Plasmaquellen inklusive der Subsysteme im Bereich von 1-30 kW
- Künftig verfügbar und qualifiziert: Wasserdampfplasmaquellen bis zu einer Leistung von 100 kW
Anwendungsmöglichkeiten der neuartigen Plasmaquellen:
- Thermische und chemische Behandlung von Sonderabfallstoffen
- Plasmaschneiden
- Thermische Oberflächenbehandlung von Werkstoffen
- Plasmaspritzen von hochschmelzenden Werkstoffen und Keramiken