Ziel der Entwicklung von Ruß- und Stickoxidreduzierten Brennkammerkonzepten ist die möglichst weitgehende Vermeidung von Schadstoffen des Verbrennungsprozesses, insb. von Stickoxiden (NOx) und Rußpartikeln, wobei letztere als Kondensationskeime maßgeblich ursächlich für die Bildung klimaschädlicher Kondensstreifenzirren verantwortlich sind.
Erreicht werden kann dies durch eine homogenere Vermischung von Brennstoff und Luft innerhalb der Brennkammer. Zur Vermeidung von Stickoxiden ist die Verhinderung von Temperaturspitzen innerhalb der Brennkammer essentiell, weshalb der Trend zu Magerverbrennungskonzepten geht, die aufgrund eines höheren Luftüberschusses tendenziell geringere Temperaturniveaus aufweisen als Konzepte mit fetten Verbrennungsgemischen. Dies ist insbesondere auch relevant für Antriebe auf Basis von Wasserstoff, da H2 eine höhere adiabate Verbrennungstemperatur aufweist als kohlenstoffbasierte Kraftstoffe wie beispielsweise Kerosin.
Grundsätzlich verfügt Wasserstoff über einen erweiterten Stabilitätsbereich ggü. herkömmlichen Kraftstoffen, jedoch ist bei allen Magerverbrennungskonzepten auf ein ausreichend sicheres (Wieder-) Zündverhalten zu achten. Die Eindüsung von Wasserstoff in die Brennkammer kann bspw. über von Kerosindüsen abgeleitete Düsen geschehen, aber auch Konzepte zur Miniaturisierung der Flammen sowie eine starke Homogenisierung des Brennstoff-Luft-Gemisches können von Interesse sein. Aus Sicherheitsgründen ist in jedem Fall bei der Verwendung von Wasserstoff ein Flammenrückschlag in das Brennstoffsystem zwingend auszuschließen.
