Wasserstofftechnik/ Thermohydraulik

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Prof. Dr.-Ing. habil. Antonio Hurtado

Inhaber der Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik

Herr Prof. Dr.-Ing. habil. Antonio Hurtado

Direktor des Instituts Energietechnik

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Institut für Verfahrenstechnik und Umwelttechnik - Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik

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Besuchsadresse:

Walther-Pauer-Bau, PAU 216 George-Bähr-Straße 3b

01069 Dresden

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Florian Gamaleja

Leiter des Lehr- und Forschungsgebietes "Wasserstofftechnik"

Herr Dipl.-Ing. Florian Gamaleja

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Institut für Verfahrenstechnik und Umwelttechnik - Professur für Wasserstoff- und Kernenergietechnik

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Besucheradresse:

Walter-Pauer-Bau, PAU 214/1 George-Bähr-Str. 3b

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Wasserstoff- und Sicherheitstechnik

Im Schwerpunkt Wasserstoff- und Sicherheitstechnik übertragen wir die erprobten Methoden der Sicherheits- und Risikoanalyse aus dem nuklearen Bereich auf weitere Anwendungen in verschiedensten Systemen.

Zudem widmet sich dieser Schwerpunkt der Entwicklung sowie Untersuchung von technischen Lösungen bzw. Schlüsselkonzepten zur Energieumwandlung und -speicherung. Dazu gehören insbesondere:

Bewertung sicherheitsrelevanter Prozesse und technischer Ausrüstung im Bereich der Wasserstofftechnologie
Entwicklung flexibler Umwandlungstechnologien zur effizienten Überführung volatiler Überschussreserven in diverse Energieformen (z.B. Power-to-Methanol, Power-to-Heat, Heat-to-Power)
Entwicklung chemisch/thermischer Speichertechnologien für die kurz-, mittel- und langfristige Energiebereitstellung

Hervorzuheben sind die Kompetenzen in den Bereichen

Sicherheitsanalysen zur Risikobewertung von Wasserstofftechnologien
Technische Umsetzung unterschiedlicher Anlagenkonzepte mit zugehöriger Mess- und Steuerungstechnik
Chemische Verfahrens- und Anlagentechnik sowie Energie- und Systemverfahrenstechnik
Thermo- und fluiddynamische Modellierung und Optimierung von Hochtemperaturprozessen und Mehrphasenströmungen in komplexen Geometrien

Details zu den aktuellen Forschungstätigkeiten entnehmen Sie bitte den einzelnen Projekten.

Thermohydraulik

Der Schwerpunkt Thermohydraulik widmet sich primär der experimentellen Untersuchung von speziellen Phänomenen, die vor allem beim Betrieb bestehender Kernkraftwerke mit Leichtwasserreaktoren entstehen. Zusätzlich betrachtet wir mögliche Phänomene, die bei der Entwicklung von Leichtwasserreaktoren der Generation 3+ zu erwarten sind.

Den Schwerpunkt bilden dabei ein- und zweiphasige Naturumlaufströmungen, die insbesondere beim Betrieb passiv wirkender Wärmeabfuhrsysteme eine entscheidende Rolle spielen:

Passive Wärmeabfuhr mittels Gebäudekondensatoren
Passive Wärmeabfuhr aus Brennelement-Nasslagern
Sicherheit von Brennelement-Lagerbecken

Ergänzend zu den Experimenten führt die Professur theoretische Analysen mit dem Integral-Code ATHLET durch.

Projekte

10/2025 - 08/2028	Herstellung und Funktionalisierung von interkonnektierenden porösen Kohlenstofffaser-Kathoden zur Anwendung in platinfreien Hochtemperatur-Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen 'PolKa'
08/2025 - 12/2027	Ressourceneffiziente und recyclinggerechte Zellen und Stacks für Brennstoffzellen und Elektrolyseure 'Hy²Cycle'
08/2025 - 12/2027	Signifikante Erhöhung des Elektrolysewirkungsgrades durch Elektroden-Oberflächen-Optimierung 'ELECSO'
07/2025 - 12/2028	Safety und Security für das Scale-Up dezentraler Elektrolyseanlagen 'S3dEL'
12/2024 - 09/2026	EU Horizon Small Hydrogen Valley 'H2tALENT'
10/2023 - 12/2025	H2-RARE: Futuring H2-Re-utilizing all resources
09/2022 - 02/2025	NPHyCo: Nuclear Powered Hydrogen Cogeneration
08/2021 - 06/2022	HITEMAGEN4: Hochtemperaturwerkstoffe für Flüssigsalz-Reaktoren der Generation IV
01/2018 - 06/2021	H2-INES: Integrative Erhöhung des Sicherheitsniveaus in der Wertschöpfungskette für Wasserstoff
03/2017 - 06/2021	AMTEC-D: Entwicklung eines Alkalimetall-Konverters zur hocheffizienten Direktumwandlung von Wärme in elektrischen Strom
11/2016 - 06/2020	SYNKOPE-flex: Synergetische Kopplung von Energieträgern für effiziente Prozesse
10/2016 – 01/2017	TWIAT: Hydraulisches Gutachten zur Erforschung des dynamischen Verhaltens von Trinkwassersystemen
09/2016 - 12/2020	DELTA: Entwicklung eines tubularen Dampf-Elektrolyseurs mit integrierter Kohlenwasserstoffsynthese
07/2015 – 01/2022	Verbundprojekt PANAS: Untersuchungen zu passiven Nachzerfallswärme-Abfuhrsystemen: Experimentelle Analyse, Modellbildung und Validierung für System- und CFD-Codes
03/2015 – 08/2018	Verbundprojekt EASY: Integrale experimentelle und analytische Nachweise der Beherrschbarkeit von Auslegungsstörfällen allein mit passiven Systemen
10/2013 - 09/2019	Verbundprojekt SINABEL: „Sicherheit der Nasslager für abgebrannte Brennelemente: Experimentelle Analyse, Modellbildung und Validierung für System- und CFD-Codes“
01/2014 – 09/2021	LUKA: Passive Wärmeabfuhr aus einem Brennelement-Nasslager
10/2011 - 09/2014	Generische Untersuchungen zum Betriebsverhalten passiver Wärmeabfuhrsysteme
08/2009 - 07/2012	Verbundprojekt Sieden: Experimentelle Untersuchung des Einflusses reaktorspezifischer Kühlmittelzusätze auf Siedevorgänge
10/2009 - 09/2012	Untersuchung der Stabbelastung in Brennelementen unter Nachwärmebedingungen beim Ausdampfen des Reaktordruckbehälters und des Lagerbeckens
11/2010 – 03/2011	Weiterführende ISOTRAN-Experimente zum Transport von Isoliermaterialfasern durch SWR-Abstandshalter mit einer Zweiphasenströmung
07/2010 - 10/2010	Untersuchung der Erosionskorrosion an Lichtgitterrosten
09/2009 - 02/2010	Untersuchung des Transports von Isoliermaterial durch SWR-Abstandshalter
04/2006 – 12/2006	Experimentelle Untersuchung des Verhaltens eines langsam ausdampfenden Brennelement-Lagerbeckens
09/2005 – 08/2009	Analyse der Reaktivitätswirksamkeit der Einspeisung von Bor
01/2004 – 12/2006	Vertiefte nichtlineare Analyse des Stabilitätsverhaltens von Siedewasserreaktoren
06/1997 – 05/2000	Experimentelle Untersuchungen zu den thermohydraulischen Eigenschaften des Passiven Impulsgebers
11/1995 – 12/1996	Simulation des Kühlluft-Kühlers als Naturumlaufverdampfer mit Hilfe der Versuchsanlage DANTON

Studienarbeiten

Experimentelle und theoretische Arbeiten sind Bestandteil der Ausbildung der Studierenden im Rahmen von Studienarbeiten oder der Beschäftigung als studentische Hilfskräfte. Aktuelle Aufgabenstellungen und SHK-Ausschreibungen finden Sie hier. Darüber hinaus können individuelle Themenstellungen gemeinsam zwischen den Studierenden und der Professur erarbeitet werden.

Publikationen und Patente

Versuchsanlagen

ALADIN
COSMOS
DELTA
GENEVA
ISOTRAN
LUKA
SECA

Übersicht experimenteller Arbeiten von 1985 bis heute

Experimentelle Arbeiten von 1985 bis zur Gegenwart

Kooperationen

Kooperationspartner des Forschungsbereiches „Wasserstofftechnik“

TU Freiberg, Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik
Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik (IWTT)
TU Freiberg, Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik
Institut für Keramik, Glas- und Baustofftechnik
Industrieanlagen Betriebsgesellschaft mbH (IABG mbH)
IABG
Wiederaufarbeitungsanlage Karlsruhe, Rückbau- und Entsorgungs-GmbH
WAK GmbH
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Inst. Experimentelle Thermofluiddynamik
HZDR Experimentelle Thermofluiddynamik
Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf, Institut für Fluiddynamik
HZDR Institut Fluiddynamik
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen , Lehrstuhl für Reaktorsicherheit und -technik
KIT Karlsruhe, Institut für Angewandte Materialien
IAM
Fraunhofer Institut für keramische Systeme, Abteilung: Nitridkeramik und elektrisch funktionelle Strukturkeramik Dresden
IKTS Nitrid- und elektrisch funktionelle Strukturkeramik
Fraunhofer Institut für Keramische Systeme, Abteilung: Fügetechnik und AVT Dresden
IKTS Fügetechnik und AVT
Max-Planck-Institut für Chemische Physik fester Stoffe Dresden
MPI für Chemische Physik fester Stoffe