13.03.2024 TransHyDE

Beschleunigte Freisetzung von Wasserstoff aus Ammoniak

Forschende aus TransHyDE haben einen neuen Katalysator für die Ammoniak-Reformierung entwickelt. Er ist aktiver und kann kostengünstiger hergestellt werden als die bislang gängigen Katalysatoren. Dank des Erfolgs könnte die Rückgewinnung von Wasserstoff aus Ammoniak bald deutlich effizienter ablaufen.

Das KI-generierte Bild zeigt eine schwammartige Nano-Struktur

Der neu entwickelte Katalysator aus dem TransHyDE-Projekt AmmoRef besteht aus Eisen und Cobalt. Bei beiden Materialien handelt es sich um Basismetalle, die relativ günstig gehandelt werden. Die Forschenden haben sie gemeinsam legiert. Dadurch erhalten die günstigen Metalle Eigenschaften, die sonst nur von teuren Edelmetallen bekannt waren. Zudem hat das Forschungsteam eine besondere Herstellungsmethode entwickelt. Sie führt zu einem schwammartigen Aufbau des Katalysators: Metallpartikel, Trägerpartikel und Hohlräume wechseln sich ab. Dadurch wird eine hohe Metallbeladung des Katalysators unterstützt und es steht eine größere katalytische Fläche zur Verfügung.

Im nächsten Schritt wird der neue Katalysator innerhalb des TransHyDE-Projekts in größeren Mengen hergestellt und in die Anwendung übertragen.

Was ist ein Katalysator?

Ein Katalysator ist ein Stoff, der eine chemische Reaktion startet oder beschleunigt – im besten Fall ohne sich dabei selbst aufzubrauchen. Er wird für unterschiedliche Anwendungen eingesetzt und besteht daher aus verschiedenen Materialien. Für die Spaltung von Ammoniak werden häufig Katalysatoren aus Metall eingesetzt.

Damit ein Katalysator effizient ist, sollte er möglichst günstig in der Anschaffung sein sowie stabil und zuverlässig die Reaktion unterstützen. Je schneller die Spaltung von Ammoniak abläuft, desto weniger externe Energie wird benötigt, um Wasserstoff aus Ammoniak zu lösen.

Dank der Ergebnisse aus dem TransHyDE-Projekt AmmoRef soll die Rückgewinnung von Wasserstoff aus Ammoniak – die Reformierung – zukünftig deutlich effizienter ablaufen. Ammoniak könnte somit für den Wasserstoff-Transport weiter an Bedeutung gewinnen. Die Idee: Grüner Wasserstoff wird am Erzeugungsort – zum Beispiel in wind- oder sonnenreichen Regionen der Erde – in Ammoniak umgewandelt und nach Deutschland transportiert. Für Wasserstoffanwendungen wird der Wasserstoff am Zielort wieder aus dem Ammoniak gelöst. Der Vorteil von Ammoniak liegt in den etablierten Märkten der chemischen Industrie und im Düngemittel-Bereich. Es gehört zu den meist produziertesten Chemikalien überhaupt. Weltweit kennt man sich mit der Handhabung und dem Transport von Ammoniak aus und kann auf eine bestehende Infrastruktur zurückgreifen. Mit neuen, effizienten Katalysatoren würde sich zukünftig auch die Spaltung von Ammoniak und somit der Einsatz im Energiebereich lohnen.