Während Tests zuvor nur Sekundenbruchteile dauerten, weil sonst die Brennkammern schmelzen, konnte das KIT-Team die Laufzeit einer neuen kompressorlosen Gasturbine nun auf mehr als fünf Minuten steigern.
„Das ist ein wichtiger Schritt hin zu hocheffizienter und flexibler Wasserstoffenergie für ein fossilfreies Energiesystem“, sagt Professor Daniel Banuti, Direktor des Instituts für Thermische Energietechnik und Sicherheit des KIT. Der große Vorteil der Technologie: Man braucht keine zusätzliche Energie, um die Luft vor der Zündung zu verdichten. „Eine klassische Gasturbine, wie wir sie in Kraftwerken oder unter den Tragflächen von Flugzeugen sehen, verbraucht etwa 50 % ihrer Leistung, um Luft auf den für eine effiziente Verbrennung erforderlichen hohen Druck zu komprimieren – Leistung, die dann nicht für die Stromerzeugung genutzt wird“, so Banuti.
Druckgewinnverbrennung ersetzt mechanische Kompression
Die kompressorlose Gasturbine basiert auf der Druckgewinnverbrennung. Anders als bei klassischen Gasturbinen, die rund die Hälfte ihrer Leistung für die Luftkompression benötigen, erzeugen hier Detonationswellen in der Brennkammer den notwendigen hohen Druck. Diese Wellen entstehen durch eine fluidmechanische Instabilität, Wellen und Wirbel der Strömung – ganz ohne mechanische Kompressoren. Das spart Energie, reduziert bewegliche Teile und erhöht die Effizienz.
Wasserstoff als idealer Energieträger
Die Technologie ist nicht auf Wasserstoff beschränkt, doch Wasserstoff eignet sich besonders gut, da er extrem schnell reagiert und stabile Druckanstiege ermöglicht. Damit eröffnet sich ein Weg zu leichteren, kostengünstigeren und hocheffizienten Turbinen für die Stromerzeugung und perspektivisch auch für die Luftfahrt.
Erste erfolgreiche Stromerzeugung ohne Kompressor
Eine Turbine an die Brennkammer zu koppeln – und schließlich Strom zu erzeugen –, ist eine zusätzliche technische Herausforderung:
„Das ist sehr schwierig, weil die extrem schnellen und intensiven Verbrennungsvorgänge in der Brennkammer eine stabile Energieübertragung an die Turbine erschweren. „Wir sind die Ersten, die eine solche Turbine erfolgreich betreiben und dabei Strom erzeugen konnten“, sagt Banuti.
Ihre innovative Gasturbine zeigen die Forschenden auf der kommenden Hannover Messe, vom 20. bis 24. April 2026, am Stand des KIT, Halle 11, Stand B 06.
