Forschung: Ammoniak als Energiespeicher

13.02.2020

Bildquelle: ©Adobe Stock / Text: Verivox

Um Ammoniak herzustellen braucht man Wasser, Stickstoff aus der Luft und Strom. Wird der Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie beispielsweise Windparks gewonnen, kann er als Speicher dienen und als grüner Energieträger gelten. Denn aus Ammoniak kann hocheffizient Wasserstoff hergestellt werden, um nutzbare Energie zu erzeugen. Wissenschaftler der Universität Duisburg-Essen (UDE) und des Zentrums für BrennstoffzellenTechnik GmbH (ZBT) entwickeln dafür eine innovative Anlage: den Ammoniak-Cracker.

Direkte Kopplung an Brennstoffzelle

NH3toH2, in Worten „Ammoniak zu Wasserstoff“ lautet der Name des bis 2022 laufenden Projekts, an dessen Ende ein möglichst effizienter Cracker stehen soll, der direkt mit einer Brennstoffzelle gekoppelt werden kann. Dafür setzen die Forscher Simulationsmodelle ebenso ein wie Untersuchungen an realen Prototypen.

Idealerweise steht am Ende des Projekts eine Anlage, deren Bestandteile wie Reaktor, Brenner, Wärmetauscher und Isolierung optimal aufeinander abgestimmt sind. Mittelpunkt der Technologie ist der Katalysator, für den in den kommenden Jahren der geeignetste Kandidat gefunden werden soll.

Energieversorgung ohne CO2 möglich

Ammoniak ist vielversprechend für eine nachhaltige, kohlenstofffreie Energieversorgung: Es kann aus leicht verfügbaren, günstigen Elementen und Energie aus erneuerbaren Quellen hergestellt werden Dafür kann Strom genutzt werden, der aus natürlichen Ressourcen kommt, sich aber bis heute nur unzureichend speichern lässt, z.B. aus großen Photovoltaikanlagen oder Windparks. Bei Bedarf kann flüssiges Ammoniak mithilfe des Crackers wieder in seine Bestandteile Wasserstoff und Stickstoff zerlegt werden. Das so erzeugte Gas setzt eine Brennstoffzelle in elektrische Energie um, als Abgas bilden sich wiederum nur Wasser, Stickstoff und Sauerstoff.

Orte ohne Stromnetze können profitieren

Solche ammoniakversorgten Brennstoffzellensysteme können beispielsweise klimaschädliche Dieselaggregate in Entwicklungs- und Schwellenländern ersetzen, in denen kein zuverlässiges elektrisches Netz vorhanden ist. Der Vorteil gegenüber einer direkten Nutzung von Wasserstoff: Ammoniak hat eine hohe Energiedichte, ist einfach zu transportieren und unkompliziert zu speichern.