Wasserstoff wird deutlich billiger: Energiesparende Technik zur Spaltung von Ammoniak

Vieles spricht dafür, dass Wasserstoff, der Energieträger der Zukunft, in Form von Ammoniak transportiert wird, etwa aus Australien nach Deutschland. Am Ziel muss daraus wieder Wasserstoff gewonnen werden, außer er wird direkt zu Dünger verarbeitet. Das ist sehr energieaufwändig. Japanische Forscher haben jetzt eine Technik entwickelt die weitaus weniger Energie benötigt. Dadurch dürfte Wasserstoff deutlich billiger werden.

Mit Katalysator und elektrischem Feld

Um die Bestandteile von Ammoniak – Wasserstoff und -Stickstoff – voneinander zu trennen, sind normalerweise Temperaturen oberhalb von 500 Grad Celsius nötig. Um das zu ändern entwickelte Yasushi Sekine, Professor für angewandte Chemie an der Waseda-Universität in Tokio mit seinem Team ein Verfahren, das mit weitaus geringeren Temperaturen auskommt. In seinem Gerät befindet sich ein neu entwickelter Katalysator auf der Basis des Übergangsmetalls Ruthenium und Cer, einem Seltenerdmetall. Aktiviert wird er durch ein elektrisches Feld. Dieses verbesserte die Protonenleitung an der Oberfläche des Katalysators und reduzierte die für die Reaktion erforderliche Aktivierungsenergie sowie die Reaktionstemperatur.

120 Grad Celsius reichen schon

Das Gerät spaltet Ammoniak bereits bei einer Temperatur von 200 Grad Celsius. Wenn man sich mehr Zeit lässt, der Kontakt zwischen Ammoniak und Katalysator also länger dauert, genügen schon 120 Grad, um einen Umwandlungsgrad von 100 Prozent zu erreichen. Wenn die Entwickler das elektrische Feld ausschalteten dauerte es weitaus länger, bis sich die Elemente voneinander trennten. Nach einiger Zeit hörte der Prozess sogar völlig auf.

„Wir glauben, dass unsere vorgeschlagene Methode die weit verbreitete Einführung sauberer alternativer Kraftstoffe beschleunigen kann, indem sie die bedarfsgerechte Synthese von CO₂-freiem Wasserstoff einfacher denn je macht“, so Sekine.

Die meisten Industrieländer müssen importieren

Es gibt nur wenige Industrieländer, in denen die klimatischen Bedingungen für die Produktion von zunehmend größeren Mengen Wasserstoff mit Hilfe von Wind- und Solarstrom ausrecht. Spanien gehört dazu, die USA ebenso. Doch die meisten Länder wie die in Mitteleuropa sind auf Importe von weither angewiesen. Dazu müsste der Wasserstoff auf mehrere 100 bar verdichtet oder auf minus 253 Grad Celsius gekühlt werden, Um die dazu nötige Energie teilweise einzusparen soll das Gas in gebundener Form transportiert werden, beispielsweise als Ammoniak.

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