Der Lehrstuhl für Kolbenmaschinen und Verbrennungsmotoren (LKV) übernimmt die Aufgabe des Verbundkoordinators und arbeitet in den Themenbereichen II „Materialverträglichkeitstests Schmierstoffe, Methodenentwicklung“ und III „Abgasnachbehandlung“ des Verbundes mit. In den Verbund bringt der LKV seine Expertise zur Großmotorenforschung einschließlich Abgasnachbehandlung sowie Kraft- und Schmierstoffforschung für maritime Anwendungen ein.

Dies ist ein wesentliches Alleinstellungsmerkmal in der Forschungslandschaft bundesweit. Weiterhin verfügt der LKV über eine hervorragende Vernetzung zu regional in MV und global operierenden Industriepartnern sowie über eine moderne und sehr spezifische Forschungsinfrastruktur.

Frau Dr. Schümann vertritt im Verbund den Themenbereich II. Schwerpunkte ihrer Forschungsarbeiten sind u. a. die Entwicklung von Labortestmethoden (z. B. Alterungs-, Ablagerungs- und Materialverträglichkeitstests für Schmierstoffe), Untersuchungen zur Wechselwirkung von Kraft- und Schmierstoffen sowie die wissenschaftliche Begleitung von Motorentests (Schmierölmonitoring). Die Gruppe hat sich in den letzten 20 Jahren zu einem anerkannten Kompetenzzentrum der Analytik nachhaltiger Kraftstoffe entwickelt und ist integraler Bestandteil vieler interdisziplinärer Forschungsvorhaben. Seit vielen Jahren existieren bereits erfolgreiche Kooperationen mit der AG Zimmermann (LAC), dem LIKAT, dem INP und dem Fraunhofer IGP (Anwendungszentrum Wasserstoff).

Eine Besonderheit am LKV und hervorragende Voraussetzung für die Bearbeitung von aktuellen Themen im Rahmen des Verbundes, ist das hochmodern ausgestattete Betriebsstofflabor unter Leitung von Frau Dr. Ulrike Schümann. In der Arbeitsgruppe „Kraft- und Schmierstoffforschung“ arbeiten ChemikerInnen der Fachrichtungen Technische und Analytische Chemie interdisziplinär mit Ingenieuren und aterialwissenschaftlern zusammen. Hervorzuheben ist weiterhin die sehr enge Vernetzung mit Industriepartnern, wie Kraft- und Schmierstoffherstellern, Additivformulierern sowie aus den Bereichen der Analysen-, Mess- und Sensortechnik. Aufgrund zahlreicher Forschungsprojekte aus der anwendungsorientierten Grundlagenforschung verfügt die Arbeitsgruppe über eine umfangreiche Expertise in Bezug auf alternative Marinekraftstoffe, Synthetische Kraftstoffe und Biokraftstoffe, Kraftstoffblends sowie Kraftstoff-Schmierstoff-Wechselwirkungen. Beispiele sind die Projekte:

• AmmoniaMot2, „Entwicklung eines Demonstrator-Vollmotors mit modularisierter Kraftstoff-Systemtechnologie zum Betrieb mit regenerativ erzeugtem Ammoniak als Marine-Kraftstoff“, BMWK/PtJ
• NH3-STAT, „Untersuchung zur Abgasemissionen und AGN-Systemen von Ammoniak-betriebenen Motoren“ (Schmierölanalytik), BMWK/PtJ
• H2-Schmierstoffe, „Maßgeschneiderte Schmierstoffe für Wasserstoffanwendungen Untersuchung und Test maßgeschneiderterSchmieröle für H2-Anwendungen“, BMWK/IGF/DLR

Neben der normgerechten Analyse von Kraft- und Schmierstoffen sind Schwerpunkte der Forschungsarbeiten:

• Entwicklung und Bewertung von Sonderkraftstoffen
• Methodenentwicklung (z. B. Alterungstests, Ablagerungstests für Schmierstoffe)
• Wirksamkeitstests von Kraft- und Schmierstoffadditiven und Analytik der Reaktionsprodukte
• Untersuchung der Wechselwirkung von Kraft- und Schmierstoffen sowie der Schadensbegutachtung und der Ursachenforschung von Ablagerungen und Bauteilschäden.

Frau Dr. Schümann arbeitet aktiv in verschiedenen Normungsgremien der Kraft- und Schmierstoffnormung (DIN Fachausschuss Mineralöl- und Brennstoffnormung) mit. Damit ist gewährleistet, dass die erzielten Forschungsergebnisse direkt in aktuelle Normungsarbeiten einfließen können.

Für motorische Untersuchungen besitzt der Lehrstuhl im SETlab - Maschinenlabor acht Motorprüfstände im Leistungsbereich von 20 kW bis 1 MW und eine umfangreiche Infrastruktur für flüssige Kraftstoffe (Methanol, Bio-crudes, Dieselkraftstoff, Marinedestillatkraftstoff, Schweröl (HFO), Hydriertes Pflanzenöl (HVO) und Syn-fuels) und für gasförmige Kraftstoffe (Wasserstoff, Ammoniak und Erdgas (20, 180 & 550 bar)) einschließlich einer Gasmischstrecke z.B. für die Beimischung von Propan, H2 oder NH3. Ein wesentliches Alleinstellungsmerkmal des Lehrstuhls ist die Großmotorenforschung für maritime Anwendungen. Hierfür steht mit dem 1/34 DF einer der weltweit größten und modernsten Einzylinder-Forschungsmotoren zur Verfügung.

Seit 2022 laufen am LKV zudem verschiedene Projekte zum Wasserstoff- und Ammoniak-Betrieb und in der Region Rostock ist der LKV in umfangreiche Aktivitäten zum Aufbau großer H2-Elektrolysekapazitäten inklusive Begleitforschung zu wasserstoffbasierten Kraftstoffen wie Ammoniak und Methanol eingebunden. Der LKV ist hierbei u. a. an Projekten wie Campfire II und der H2-Forschungsfabrik (Anwendungszentrum Wasserstoff, gemeinsam mit Fraunhofer IGP) beteiligt. Aktuelle Forschungsthemen hierzu sind:

• Campfire innerhalb des Leitprojektes „TransHyDE“ (insbesondere die direkte Kooperation in Teilvorhaben CF08_2.3 - Ammoniak-Wasserstoff-Verbrennungskonzepten für Marineanwendungen), BMBF
• - TEME2030+ - Technology Evaluation for Marine Engines for GHG Targets 2030+, Neuartige Technologiekonzepte zur effektiven Reduzierung der Treibhausgasemissionen von gasbasierten Marinegroßmotoren, BMWi/PtJ
• AmmoniakMotor - Ammoniak als maritimer Kraftstoff der Zukunft, BMWi/PtJ
• NH3-Stat - Untersuchung von NH3-betriebenen Stationäranlagen hinsichtlich kritischer Schadstoffemissionen, THG-Wirkung, Gesundheitsgefährdung und Potenzialen zur Abgasnachbehandlung (keine Katalysatorentwicklung)