Nachhaltige Alternativen zu fossilen Brennstoffen Federica Ferraro ist neue Juniorprofessorin am Institut für Flugantriebe und Strömungsmaschinen

Ein Faktor für eine nachhaltigere Zukunft ist der Ersatz von fossilen Brennstoffen durch klimafreundlichere und regenerative Optionen. Daran forscht Federica Ferraro am Institut für Flugantriebe und Strömungsmaschinen und im Exzellenzcluster SE²A. Seit Mai 2023 ist sie als Juniorprofessorin an der TU Braunschweig. Im Interview erklärt sie, wie ihre Faszination für Verbrennungsphysik geweckt wurde.

Warum haben Sie sich für die TU Braunschweig entschieden?

Federica Ferraro ist neue Juniorprofessorin am Institut für Flugantriebe und Strömungsmaschinen. Bildnachweis: Kristina Rottig/TU Braunschweig

Ich habe mich für die TU Braunschweig entschieden, weil sie in der Forschung im Bereich der Luft- und Raumfahrttechnik in Deutschland führend ist. Ich fand es äußerst attraktiv, dass die Universität die nachhaltigen Mobilitätstechnologien zur Aufgabe der gesamten Institution gemacht hat und sich dafür einsetzt, in diesem Bereich etwas zu bewirken. Darüber hinaus stellt die Zusammenarbeit mit dem Niedersächsischen Forschungszentrum für Luft- und Raumfahrt (NFL), dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und dem Exzellenzcluster für nachhaltige und energieeffiziente Luftfahrt (SE²A) ein dynamisches Ökosystem dar, das perfekt mit meinen Forschungsinteressen übereinstimmt. Das Netzwerk der TU Braunschweig ist aus meiner Sicht der ideale Nährboden, um meine Ziele zu erreichen.

Womit genau beschäftigen Sie sich in Ihrer Forschung?

Meine Forschung konzentriert sich darauf, Strategien zu finden, um fossile Brennstoffe zu ersetzen und eine nachhaltigere Umwelt für künftige Generationen zu schaffen. In den letzten Jahren hat sich das Klima auf unserem Planeten rapide verändert, spürbar u. a. am dramatischen Anstieg der Temperaturen und durch die Zunahme von Extremereignissen wie Stürme und Tornados. Um dem entgegenzuwirken, müssen wir die Treibhausgasemissionen senken und rasch auf sauberere Technologien umsteigen. Dies ist eine große Herausforderung nicht nur für Forscher*innen, sondern für alle Bewohner*innen dieses Planeten!

In meiner Gruppe setzen wir Hochleistungscomputer ein, um virtuelle Experimente zu nachhaltigen Alternativen zu fossilen Brennstoffen durchzuführen. Wir erforschen zum Beispiel, wie nachhaltiges Kerosin, das aus Biomasse oder erneuerbaren Energien hergestellt wird, und Wasserstoff für Flugzeuge verwendet werden können.

Mit welchen Forschungsschwerpunkten und Projekten werden Sie sich an der TU Braunschweig auseinandersetzen?

Ich werde mich auf zwei Hauptbereiche konzentrieren: die Untersuchung der Verbrennung nachhaltiger Kraftstoffe und die Entwicklung numerischer Modelle für turbulente, mehrphasige Reaktionsströmungen. Ich werde Teil des Exzellenzclusters für nachhaltige und energieeffiziente Luftfahrt (SE²A) sein und in Zusammenarbeit mit meiner früheren Institution, der TU Darmstadt, unsere Arbeit im SFB/TRR 150 „Turbulente, chemisch reagierende Mehrphasenströmungen in Wandnähe“ fortsetzen.

Prof. Markus Böl, Dekan der Fakultät für Maschinenbau, Prof. Federica Ferraro und TU-Präsidentin Angela Ittel (v.l.n.r.). Bildnachweis: Kristina Rottig/TU Braunschweig

Was hat Sie dazu bewogen, in diesem Bereich zu forschen?

Der erste Funke meiner Begeisterung für die Verbrennungsforschung entzündete sich während meiner Masterarbeit über Raumfahrtantriebe. Bei der Arbeit an einem Projekt zur Zündung eines Feststoffraketenantriebs wurde mir klar, wie faszinierend das Studium der Verbrennungsphysik und ihre effiziente Nutzung für den Antrieb ist. Nach meinem Master-Abschluss führte mich mein Weg nach Deutschland, wo ich promovierte. Ich untersuchte die turbulenten Verbrennungsphänomene und entwickelte ein neues numerisches Modell, mit dem diese Prozesse effizient simuliert werden können. Mein Ziel ist es, Maßnahmen zu ergreifen, um den Planeten nachhaltiger zu machen.

Viele Aspekte des modernen Lebens wie Industrie, Heizung und Verkehr sind in hohem Maße auf die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Energiegewinnung angewiesen. Insbesondere der Luftverkehr gehört zu den schwer zu dekarbonisierenden Sektoren. Die Forschenden in diesem Bereich sollten sich auf Lösungen konzentrieren, die einen reibungsloseren Übergang von herkömmlichen fossilen Brennstoffen zu erneuerbaren Energiequellen ermöglichen. Synthetische Kraftstoffe und Wasserstoff weisen in dieser Hinsicht ein großes Potenzial auf. Es sind jedoch umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen erforderlich, um diese Lösungen praktikabel zu machen.

Wie sieht Ihr Arbeitsalltag in drei Schlagworten aus?

Erforschung neuer Konzepte, Engagement, Lehre und Betreuung von Studierenden und Doktorand*innen. Darf ich ein viertes hinzufügen? Kaffee, ein Treibstoff für den Geist!