Ansys setzt auf CO2-freien Verkehr

Die Herstellung von Solarkraftstoffen mit Simulation vorantreiben

22. Dezember 2021, 10:35 Uhr | Irina Hübner
Synhelions kohlenstofffreie Solartreibstoffe sollen daran mitwirken, den Verkehr zu dekarbonisieren.
Synhelions kohlenstofffreie Solartreibstoffe sollen daran mitwirken, den Verkehr zu dekarbonisieren.
© Synhelion

Mit Solartreibstoffen will das Schweizer Start-up Synhelion fossile Brennstoffe ersetzen und so zu einem umweltfreundlicheren Verkehrswesen beitragen. Simulationslösungen von Ansys helfen beim Testen und Entwickeln der dafür notwendigen komplexen Technologien.

Synhelion ist seit Anfang 2020 Mitglied des Ansys-Startup-Programms und arbeitet seither mit dem Schweizer Elite-Channel-Partner CADFEM zusammen. Als weltweiter Pionier auf dem Gebiet der nachhaltigen Solartreibstoffe nutzt Synhelion die Multiphysik-Simulationslösungen von Ansys sowie Hochtemperatur-Solarwärme, um CO2 und Wasser in synthetische Treibstoffe wie Solarbenzin, Diesel oder Kerosin umzuwandeln, die mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren und Flugzeugtriebwerken kompatibel sind.

Für die Umwandlung reflektieren Spiegel das Sonnenlicht und konzentrieren es direkt auf einen Solarreceiver, in dem eine Wärmeträgerflüssigkeit auf Temperaturen bis zu 1.500 Grad Celsius bzw. 2.732 Grad Fahrenheit erhitzt wird. Diese Solarwärme wird dann für den Antrieb des thermochemischen Reaktors genutzt, der nachhaltigen Kraftstoff produziert.

Synhelion nutzt die Ansys-Software für Computational Fluid Dynamics (CFD) und Finite Element Analysis (FEA), die  auf Ansys Fluent und Ansys Mechanical basieren, um den komplexen Flow zu verstehen und die Thermo-Fluid-Dynamik nachzubilden und so trotz sengender Temperaturen leistungsfähige Geräte zu entwickeln und zu validieren.

Mit den Simulationstools von Ansys kann Synhelion Konstruktionsherausforderungen meistern, zukünftige Ergebnisse vorhersagen und die Zeit für die Prototypenentwicklung verkürzen. Der so entstehende Solarkraftstoff erfüllt höchste Anforderungen: Unter anderem ist er sauberer, wirtschaftlicher, leichter zu transportieren und kann unbegrenzt gelagert werden.

»Die CFD- und FEA-Simulation von Ansys ermöglicht es uns, extrem komplexe Technologien zu entwickeln, zu testen und zu validieren und so nachhaltige Solartreibstoffe zu erzeugen«, sagt Lukas Geissbühler, Head Thermal Systems bei Synhelion. »Insbesondere bei der Entwicklung unseres Solarreceivers benötigten wir eine ausgefeilte Software, die präzise in ihren Vorhersagen ist und Ansys hat sie uns geliefert. Dank der Software von Ansys konnten wir die Zeit für das Prototyping reduzieren und unseren ersten industriellen Receiver schneller bauen.«

Im Gegensatz zu photovoltaischen (PV) Panels, bei denen nur 20 Prozent des Lichtspektrums genutzt werden können, kann Synhelion dank der direkten Nutzung der konzentrierten Sonnenenergien in einem thermochemischen Prozess 100 Prozent des Lichtspektrums nutzen. Darüber hinaus ermöglicht die thermische Energiespeichertechnologie von Synhelion durchgehend kostengünstige Solarwärme – ein wesentlicher Vorteil gegenüber Mitbewerbern, die im Dauerbetrieb auf teure Stromspeicher angewiesen sind.

Synhelion hat kürzlich im Rahmen seiner Serie-B-Finanzierungsrunde 16 Millionen Schweizer Franken (etwa 17,5 Millionen US-Dollar) erhalten und wird die Mittel für den Bau der weltweit ersten Anlage verwenden, die solare Brennstoffe in industriellem Maßstab herstellen kann. Synhelion nutzt Sonnenwärme auch zur Herstellung von saubererem Zement und arbeitet mit CEMEX, einem weltweit tätigen Beton- und Zementhersteller, zusammen.

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