Wasserstoff aus grünem Ammoniak: Revolutionäre Technologien für die Energiewende?!

BMBF fördert Forschungsprojekt „AmmoCatCoat“ mit zwei Millionen Euro

Ein Konsortium unter der Leitung von Heraeus Precious Metals erforscht in einem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekt neue Wege zur effizienteren und kostengünstigeren Wasserstofferzeugung aus grünem Ammoniak. Das Forschungsprojekt "AmmoCatCoat" wird mit insgesamt zwei Millionen Euro im Rahmen der Material-Hub-Initiative und des Förderschwerpunkts "Ressourcensouveränität durch Materialinnovationen Modul 1 - Materialien für Prozesseffizienz" bis April 2027 gefördert.

Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer revolutionären Technologie für die Ammoniakspaltung, die den Einsatz von Wasserstoff als Energieträger in der Energiewende vorantreiben sollen. Wasserstoff spielt bei der Dekarbonisierung der Industrie und des Verkehrssektors eine Schlüsselrolle. Allerdings ist die Lagerung und der Transport (tief-kühl oder unter Druck) aufwändig und kostet einen nennenswerten Teil des Energiegehaltes des Wasserstoff-Gases.

Grünes Ammoniak (NH3) ist eine vielversprechende Möglichkeit, Wasserstoff leichter transportabel und speicherbar zu machen. Allerdings ist der Prozess der Ammoniakspaltung, bei dem Ammoniak in Wasserstoff und Stickstoff zerlegt wird, energieintensiv und erfordert den Einsatz von sehr teuren Katalysatoren auf Edelmetallbasis.

Das Projekt AmmoCatCoat verfolgt einen innovativen Ansatz, der die katalytische Aktivität von Ruthenium, einem Edelmetall, das häufig in Ammoniakspaltungskatalysatoren verwendet wird, deutlich verbessern soll. Dazu wird ein Biomasse-basierender Kohlenstoffe als Ruthenium (Ru)-Trägermaterial für die NH3-Reformierung verwendet. Die aktive Schicht besteht aus Nanopartikeln des Rutheniums, die sich fein verteilt auf einem speziellen maßgeschneiderten und elektrisch beheizten Kohlenstoffmaterial befinden. Die Verbindung zwischen Ruthenium und Kohlenstoffträger erhöht nicht nur die katalytische Aktivität des Edelmetalls sondern auch die Lebensdauer signifikant.

Die Projektpartner erwarten, dass die neue Technologie den maximalen Ammoniakumsatz bereits bei Temperaturen unter 500°C (bisherige Verfahren benötigen bis zu 900°C) erreichen kann. Dies würde zu erheblichen Energieeinsparungen im Betrieb eines Ammoniak-Crackers führen und damit einen entscheidenden Schritt zur Effizienzsteigerung und Nachhaltigkeit der Wasserstofferzeugung aus Ammoniak darstellen.

Unter der Leitung von Heraeus Precious Metals (Expertise in Edelmetallen) arbeiten das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Expertise bei der Herstellung und Nutzung wasserstoffbasierender Chemikalien), die Arbeitgruppe „Thermochemische Konversion“ am Leibnitz-Institut ATB (Expertise bei der Umwandlung von landwirtschaftlichen Reststoffen in „Biokohle“), die Firma Pyreg (Anlagenbau für die Pyrolyse von biogenen Reststoffen) und die Firma Purem (Purem by Eberspächer; Expertise bei Katalysatoren und Heizelementen) sowie das Zentrum für Transmissions-Elektronenmikroskopie (Analytik) zusammen.

Das Projekt AmmoCatCoat ist potentiell ein wichtiger Beitrag zur Realisierung der Wasserstoffwirtschaft und zur Dekarbonisierung der deutschen Wirtschaft. Die Ergebnisse des Projekts könnten dazu beitragen, die Kosten der Wasserstoff-Speicherung zu senken und die Akzeptanz von Wasserstoff als Energieträger in der Industrie und im Verkehrssektors zu erhöhen.

Weitere Informationen zum Projekt AmmoCatCoat finden Sie auf der Website des Bundesministeriums für Bildung und Forschung: Werkstofftechnologien und Materialforschung - BMBF 

Eine Kurzdarstellung zu den Vorteilen des (leider vor allem für Wasserorganismen giftigen) Ammoniaks findet man beispielsweise hier: Warum Ammoniak der effizientere Wasserstofftransport ist (thyssenkrupp.com)

© Gerald Friederici 06/2024