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Synhelion: Schweizer Startup für saubere Energie nutzt Simulationslösungen von Ansys

Das Schweizer Startup Synhelion arbeitet mit Unterstützung von Ansys an den Treibstoffen der Zukunft. Auch wenn viele auf den Elektroantrieb als Antriebslösung für die CO2-freie Zukunft setzen, wird sich der Verbrennungsmotor nicht so schnell und nicht in allen Bereichen ersetzen lassen. So sind aktuell keine technischen Lösungen für Langstreckenflüge oder Schiffe in Sicht. Ob es in Sachen Umweltschutz sinnvoll, sozial verträglich und technisch überhaupt möglich sein wird, die gigantische weltweite Autoflotte quasi über Nacht abzuschaffen, sei dahingestellt. Und auch meine Oldtimer werden auch in der Zukunft noch auf flüssige Betriebsstoffe angewiesen sein. Eine interessante Alternative bieten hier Solartreibstoffe, die fossile Brennstoffe ersetzen und zu einem umweltfreundlicheren Verkehrswesen und einer Netto-Null-Emission beitragen sollen.

Ansys Simulation bei Synhelion
Zuverlässige Funktion bei 1.500 Grad: simuliert mit (Bild: Synhelion).

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 und die Hochtemperatur-Solarwärme, um Kohlendioxid und Wasser in synthetische Treibstoffe wie Solarbenzin, Diesel oder Kerosin umzuwandeln, die mit herkömmlichen Verbrennungsmotoren und Flugzeugtriebwerken kompatibel sind.

Für diese Umwandlung reflektieren Spiegel das Sonnenlicht und konzentrieren es direkt auf einen Solarreceiver, in dem eine Wärmeträgerflüssigkeit auf Temperaturen bis zu 1.500°C erhitzt wird. Diese Solarwärme wird dann für den Antrieb des thermochemischen Reaktors genutzt, der nachhaltigen Kraftstoff produziert. Synhelion nutzt Ansys-Software für Strömungssimulation (Computational Fluid Dynamics, ) und Finite Element Analysis (FEA), die  auf Ansys Fluent und Ansys Mechanical basiert, um den komplexen Wärmefluss zu verstehen und die Thermo-Fluid-Dynamik nachzubilden.

So entwickelt und validiert das Unternehmen leistungsfähige Geräte, die auch bei sengenden Temperaturen zuverlässig funktionieren. 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- 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 Panels, die nur 20 Prozent des Lichtspektrums nutzen, kann Synhelion dank der direkten Umsetzung 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.

„Ansys setzt sich leidenschaftlich für eine nachhaltige Zukunft ein, von der Straßeninfrastruktur bis zur Luftfahrt und allem, was dazwischen liegt“, sagt Shane Emswiler, Senior Vice President of Products bei Ansys. „Indem wir dazu beitragen, eine Lösung für nachhaltige Kraftstoffe zu ermöglichen, treiben wir nachhaltige Innovationen am Boden und in der Luft voran, gehen die Herausforderungen des Klimawandels an und bewegen uns auf eine sauberere Zukunft zu.“

Synhelion hat kürzlich im Rahmen seiner Serie-B-Finanzierungsrunde 16 Millionen Schweizer Franken 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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