Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben eine kompressorlose Wasserstoffgasturbine entwickelt und mit ihr einen Rekord der NASA geknackt. Die Technologie verspricht neue Maßstäbe für die Nutzung von Wasserstoff in der Energieversorgung.
Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) haben einen Weltrekord der NASA geknackt. Mit einer neuartigen kompressorlosen Wasserstoffgasturbine erzielten sie eine Laufzeit von 303 Sekunden. Damit übertrifft das System die bisherige Bestmarke der US-Raumfahrtbehörde um fast eine volle Minute. Die Entwicklung könnte einen wichtigen Meilenstein für eine Energieversorgung ohne fossile Brennstoffe markieren.
Den Wissenschaftlern aus Karlsruhe gelang es zudem, erstmals mit einer solchen Turbine ohne mechanischen Kompressor Strom zu erzeugen. Während frühere Versuche oft nach Sekundenbruchteilen endeten, hielt die Anlage dieses Mal über fünf Minuten stand.
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Das verhindert, dass die empfindlichen Brennkammern durch die extreme Hitze während des Betriebs schmelzen. Das Team am KIT ist weltweit das erste, dem die erfolgreiche Kopplung von Turbine und Brennkammer zur Stromproduktion gelungen ist.
Kompressorlose Wasserstoffgasturbine: Detonationswellen als Antrieb
Das Herzstück der Anlage ist die sogenannte Druckgewinnverbrennung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Kraftwerken erzeugen Detonationswellen in der Brennkammer den notwendigen Druck für den Antrieb. Man kann sich dieses Prinzip wie den Knall einer Peitsche vorstellen. Dabei erzeugt eine rasante Bewegung eine starke Druckwelle, die direkt als Kraftquelle genutzt wird.
Diese Wellen entstehen durch eine fluidmechanische Instabilität, also durch gezielte Wirbel innerhalb der Strömung. Das bedeutet, dass die natürliche Dynamik der Luft die Arbeit übernimmt, für die normalerweise schwere mechanische Maschinen nötig wären. Durch den Verzicht auf mechanische Kompressoren spart das System massiv Energie ein. Zudem reduziert die Bauweise die Anzahl der beweglichen Teile, was die Anlage wartungsärmer macht.
Klassische Gasturbinen in Kraftwerken oder Flugzeugen benötigen etwa 50 Prozent ihrer Leistung allein für die Verdichtung der Luft. Diese Energie steht normalerweise nicht für die eigentliche Stromerzeugung zur Verfügung. Da das Karlsruher Modell ohne mechanische Kompression auskommt, arbeitet es deutlich effizienter. Die gesamte gewonnene Kraft kann somit direkt in elektrische Energie umgewandelt werden.
Premiere auf der Hannover Messe
Professor Daniel Banuti, Direktor des Instituts für Thermische Energietechnik und Sicherheit am KIT, sieht in der Technologie einen wichtigen Schritt hin zu einer hocheffizienten Wasserstoffenergie für ein fossilfreies Energiesystem. Wasserstoff ist ideal, da er rasch reagiert und so stabile Druckanstiege in der Anlage ermöglicht. Zudem lässt sich der Energieträger klimaneutral mit erneuerbaren Energien herstellen.
Die neue Bauweise führt perspektivisch zu leichteren und kostengünstigeren Turbinen für den industriellen Einsatz. Neben der stationären Energieversorgung könnte die Technik künftig auch die Luftfahrt grundlegend verändern. Durch das geringere Gewicht und die höhere Effizienz eröffnen sich neue Wege für den Bau moderner Flugzeuge. Die Forschung leistet damit einen wesentlichen Beitrag zu einer CO2-neutralen Energieversorgung.
Das KIT-Team stellt die innovative Gasturbine vom 20. bis zum 24. April 2026 auf der Hannover Messe vor. Interessierte finden den Stand des Instituts in Halle elf (B 06). In Hannover wollen die Forscher zeigen, wie die Technik den Sprung aus dem Labor in die Industrie schaffen soll.
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