Energiewende: Ammoniak als Transporteur von Wasserstoff

Neue Technologie soll den Energieverbrauch senken und Importe aus sonnen- und windreichen Regionen ermöglichen.

Artikel veröffentlicht am , Wolfgang Kempkens
Ammoniak verdampft bei Zimmertemperatur.
Ammoniak verdampft bei Zimmertemperatur. (Bild: Fraunhofer ISE)

Ammoniak hat große Chancen, zum Transporteur für grünen Wasserstoff aus fernen Ländern wie Australien und Chile zu werden. Da Ammoniak bei 20 Grad Celsius einen Dampfdruck von lediglich 8,6 bar hat und bereits bei minus 33 Grad flüssig wird, sind die Anforderungen an Lagertanks deutlich geringer als bei Wasserstoff, der auf minus 253 Grad gekühlt werden muss, damit er flüssig wird. Gleichzeitig ist die Energiedichte von Ammoniak bei Umgebungstemperatur deutlich höher als die von Wasserstoffgas unter denselben Bedingungen, allerdings lediglich halb so hoch (6,25 Kilowattstunden pro Kilogramm - kWh/kg) wie die von Benzin (12,7 kWh/kg). Die Sache hat nur einen Haken: Die Ammoniakherstellung verschlingt Unmengen an Strom, was der erhofften Energiewende zuwiderläuft.

Energieeinsparung von 50 Prozent

Stellenmarkt
  1. Product Owner (m/f/d) for Hardware Security Modules
    Elektrobit Automotive GmbH, Erlangen
  2. Scientific IT Gruppenleitung (m/w/d)
    Fraunhofer-Institut für Kurzzeitdynamik, Ernst-Mach-Institut EMI, Freiburg
Detailsuche

Das soll sich mit dem Projekt "PICASO" (Process Intensification & Advanced Catalysis for Ammonia Sustainable Optimized process) ändern, bei dem das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg, die Universität Ulm und das Fukushima Renewable Energy Institut (FREA-AIST) in Japan zusammenarbeiten. Power-to-Ammonia (PtA), die Umwandlung von Strom über Zwischenschritte in Ammoniak, soll mit einer neuen Technik realisiert werden. Die Energieeinsparung soll bei 50 Prozent liegen.

Neuer Ruthenium-Katalysator macht es möglich

Im Gegensatz zum konventionellen Haber-Bosch-Verfahren, das vor mehr als 100 Jahren entwickelt worden ist, ermöglicht der PtA-Prozess dank der hohen Reinheit des elektrolysebasierten grünen Wasserstoffs den Einsatz von aktiveren Katalysatoren. Diese arbeiten bei niedrigerer Temperatur und niedrigen Drücken, was sich positiv auf die Energiebilanz auswirkt. FREA-AIST hat dazu einen neuartigen Ruthenium-Katalysator entwickelt, der die Synthese bei Temperaturen unter 400 Grad sowie Drücken unter 80 bar ermöglicht. Er kann von japanischen Industriepartnern bereits im halbindustriellen Maßstab hergestellt werden, ist also für Demonstrationsanlage schon verfügbar. Zum Vergleich: Haber-Bosch erfordert Temperaturen deutlich über 400 Grad und Drücke bis zu 350 bar.

An der Universität Ulm läuft bereits eine Pilotanlage, in der die Machbarkeit demonstriert wird. In Freiburg wird eine Technikumsanlage gebaut, die bereits größere Mengen Ammoniak erzeugt und der letzte Schritt vor einer industrienahen Produktionsanlage ist.

Wasserstoff für alle: Wie wir der Öl-, Klima- und Kostenfalle entkommen

Dünger, Strom und Ersatz für Koks

Golem Karrierewelt
  1. Adobe Photoshop Grundkurs: virtueller Drei-Tage-Workshop
    12.-14.10.2022, Virtuell
  2. Einführung in Unity: virtueller Ein-Tages-Workshop
    13.10.2022, Virtuell
Weitere IT-Trainings

Ammoniak soll künftig in sonnen- und windreichen Regionen hergestellt werden. Der dazu benötigte Wasserstoff wird in Elektrolyseuren produziert, die mit grünem Strom betrieben werden. Das Ammoniak wird dann mit Spezialschiffen nach Deutschland transportiert. Hier kann es als Rohstoff für die Düngemittelproduktion eingesetzt oder wieder in Wasser- und Stickstoff zerlegt werden. Der Wasserstoff kann in Brennstoffzellen zur Stromerzeugung genutzt werden, in der Stahlindustrie Koks und bei der Zementherstellung Erdgas ersetzen.

Bitte aktivieren Sie Javascript.
Oder nutzen Sie das Golem-pur-Angebot
und lesen Golem.de
  • ohne Werbung
  • mit ausgeschaltetem Javascript
  • mit RSS-Volltext-Feed


Eheran 26. Sep 2022 / Themenstart

Warum sollte man das problemlos lagerfährige und handhabbare, energiedichte Holz in...

WasntMe 25. Sep 2022 / Themenstart

Weil die beim Sabatier-Prozess notwendige aber aufwändige Anreicherung bzw. Filterung des...

maxule 25. Sep 2022 / Themenstart

Der Heizwert liegt in der Höhe von Holz, das kompakter zu transportieren wäre. Und...

maxule 25. Sep 2022 / Themenstart

Haha, was kommt das nächste Basteiprojekt: "Wir bauen unsere HD zum Ammoniakgenerator...

Kommentieren



Aktuell auf der Startseite von Golem.de
Cloudgaming
Google Stadia scheiterte nur an sich selbst

Die Technik war nicht das Problem von Alphabets ambitioniertem Cloudgaming-Dienst. Das Problem liegt bei Google. Ein Nachruf.
Eine Analyse von Daniel Ziegener

Cloudgaming: Google Stadia scheiterte nur an sich selbst
Artikel
  1. Tiktok-Video: Witz über große Brüste kostet Apple-Manager den Job
    Tiktok-Video
    Witz über große Brüste kostet Apple-Manager den Job

    Er befummle von Berufs wegen großbrüstige Frauen, hatte ein Apple Vice President bei Tiktok gewitzelt. Das kostete ihn den Job.

  2. Copilot, Java, RISC-V, Javascript, Tor: KI macht produktiver und Rust gewinnt wichtige Unterstützer
    Copilot, Java, RISC-V, Javascript, Tor
    KI macht produktiver und Rust gewinnt wichtige Unterstützer

    Dev-Update Die Diskussion um die kommerzielle Verwertbarkeit von Open Source erreicht Akka und Apache Flink, OpenAI macht Spracherkennung, Facebook hilft Javascript-Enwicklern und Rust wird immer siegreicher.
    Von Sebastian Grüner

  3. Vantage Towers: 1&1 Mobilfunk gibt Vodafone die Schuld an spätem Start
    Vantage Towers
    1&1 Mobilfunk gibt Vodafone die Schuld an spätem Start

    Einige Wochen hat es gedauert, bis 1&1 Mobilfunk eine klare Schuldzuweisung gemacht hat. Doch Vantage Towers verteidigt seine Position im Gespräch mit Golem.de.

Du willst dich mit Golem.de beruflich verändern oder weiterbilden?
Zum Stellenmarkt
Zur Akademie
Zum Coaching
  • Schnäppchen, Rabatte und Top-Angebote
    Die besten Deals des Tages
    Daily Deals • LG OLED TV 2022 65" 120 Hz 1.799€ • ASRock Mainboard f. Ryzen 7000 319€ • MindStar (G.Skill DDR5-6000 32GB 299€, Mega Fastro SSD 2TB 135€) • Alternate (G.Skill DDR5-6000 32GB 219,90€) • Xbox Series S + FIFA 23 259€ • PCGH-Ratgeber-PC 3000€ Radeon Edition 2.500€ [Werbung]
    •  /