Für sein Projekt „Beyond the Hydrogen Leak: Advancing Understanding of Ignition and Flame Propagation to Inform Mitigation Strategies“ (BeLIF) wird Dr.-Ing. Tao Li mit einem Starting Grant des Europäischen Forschungsrats (European Research Council, ERC) ausgezeichnet. BeLIF sorgt für mehr Sicherheit bei der Nutzung von Wasserstoff als alternativer Energiequelle. Das Projekt erforscht die gesamte Ereigniskette von Wasserstoff-Lecks – vom Austritt des Gases über die Entzündung bis zur Flamme – um besser zu verstehen, wie sich solche gefährlichen Situationen von vornherein verhindern lassen. Der Grant ist mit 1,5 Millionen Euro dotiert.

„Wasserstoff kann sein Potenzial für die Energiewende nur entfalten, wenn wir ihn sicher beherrschen“, erklärt Professor Matthias Oechsner, Vizepräsident für Forschung an der TU Darmstadt. „Tao Li setzt mit BeLIF genau dort an und verbindet exzellente Grundlagenforschung mit hoher technologischer und gesellschaftlicher Relevanz. Der ERC Starting Grant ist damit auch eine starke Auszeichnung für die Energieforschung an der TU Darmstadt.“

Wasserstoff (H2) ist ein Hoffnungsträger der Energiewende. Doch Wasserstoff ist auch heikel. Er entzündet sich sehr leicht und in sehr vielen Mischungsverhältnissen. Genau diese Eigenschaften machen ihn als Energieträger attraktiv, verlangen aber ein besonders durchdachtes Sicherheitskonzept im Umgang mit ihm. Ein Leck in einer Anlage, aus dem mit hohem Druck Wasserstoff ausströmt, kann durch geringste äußere Einflüsse zu Explosionen und Bränden, Verletzten und katastrophalen Schäden führen.

„Eine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft lässt sich nur aufbauen, wenn die mit der Wasserstoff-Nutzung verbundenen Sicherheitsrisiken vollständig verstanden sind“, so Tao Li, Forschungsgruppenleiter am Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik, der den ERC-Grant für BeLIF einwarb. „Unsere Mission mit BeLIF ist es, Wege zur sicheren Nutzung zu eröffnen – durch ein grundlegendes Verständnis von Zündung und Flammenausbreitung, gewonnen aus kontrollierten Experimenten mit Wasserstoff-Leckage unter hohem Druck." Bisher fehlten dafür quantitative In-situ-Messmethoden und Versuchsstände, die auf die Wasserstoff-Sicherheitsforschung zugeschnitten sind.

BeLIF zielt darauf ab, diese Lücke zu schließen, indem ein grundlagenbasiertes Verständnis extrem dynamischer Prozesse an einem Wasserstoffleck durch die intelligente Nutzung von hochentwickelten experimentellen Methoden etabliert wird. Dafür sollen eigens entwickelte Hochdruck-Anlagen mit modernster In-situ-Laserdiagnostik zum Einsatz kommen. Eine zentrale Hochdruckkammer ermöglicht die kontrollierte Variation von Druck, Turbulenz und Gaszusammensetzung, um reale Umgebungen nachzubilden. So können thermische, chemische und strömungsdynamischen Prozesse voneinander entkoppelt untersucht werden, die bei einem unkontrollierten Austritt ablaufen, dem sogenannten „Loss of containment“.
Die so gewonnenen Erkenntnisse können dazu beitragen, unerwünschte Zündung und Flammenbildung bei Wasserstofflecks zu verhindern. BeLIF wird so die wissenschaftliche Grundlage für einen Paradigmenwechsel in den Strategien zur Gefahrenminderung schaffen – weg vom passiven Schutz hin zu einem proaktiven, wissenschaftlich fundierten Safety-by-Design-Ansatz.

Das Projekt ist angesiedelt im Forschungsfeld „Energy and Environment“ (E+E) der TU Darmstadt und baut auf Lis bisherigen Forschungsarbeiten auf. Es nutzt unter anderem Infrastrukturen und Technologien, die im Rahmen früherer Drittmittelprojekte von Lis Forschungsgruppe entwickelt wurden.

Zur Person
Dr.-Ing. Tao Li leitet seit 2024 eine eigene Forschungsgruppe am Fachgebiet Reaktive Strömungen und Messtechnik am Fachbereich Maschinenbau der TU Darmstadt. Die Gruppe forscht an fundamentalen Fragen der turbulenten Hochdruckverbrennung von Kohlenstoff-freien Brennstoffen wie Wasserstoff oder Ammoniak. Li promovierte und forschte als Postdoctoral Researcher an der TU Darmstadt. Aufenthalte als Gastwissenschaftler führten ihn an führende Forschungseinrichtungen wie die Princeton University (USA), die University of Cambridge (Großbritannien) und die Sandia National Laboratories Livermore (USA). Li ist international stark vernetzt, publiziert intensiv und widmet sich der Betreuung von Studierenden und Doktorand:innen. Mit seinen Forschungsarbeiten ist er unter anderem Wissenschaftler im von BMWK geförderten Projekt Wotan (Wasserstoffverbrennungstechnologie für Antriebssysteme der neuen Generation, 2022–2025), Mitglied im Projekt Clean Circles (gefördert vom Hessischen Wissenschaftsministerium, 2021–2025) sowie Teil des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Sonderforschungsbereichs/Transregios Oxyflame (Development of methods and models to describe solid fuel reactions within an Oxy-Fuel atmosphere, 2018–2025). Neben zahlreichen Auszeichnungen wurde Li im Jahr 2024 mit dem renommierten Bernard Lewis Fellowship des Combustion Institute ausgezeichnet und im Jahr 2025 zum Athene Young Investigator der TU Darmstadt ernannt.

ERC Starting Grants
ERC Starting Grants werden vom Europäischen Forschungsrat (ERC) an Wissenschaftler:innen aus allen Disziplinen bis zu zehn Jahre nach der Promotion vergeben. Mit der Auszeichnung will die Europäische Union herausragende Forschung und Early-Career-Wissenschaftler:innen fördern. Der „Starting Grant“ richtet sich an Forschende am Beginn ihrer Karriere, die schon exzellente Arbeiten vorweisen können und eine eigenständige Forschung oder eine eigene Arbeitsgruppe aufbauen möchten.