Ammoniak: Flüssiges Metall schont das Klima

Produktion des Industriestoffes wird mit Verfahren der RMIT University umweltverträglicher

Karma Zuraiqi macht Ammoniak umweltverträglicher (Foto: Michael Quin, rmit.edu.au)

Melbourne (pte003/20.09.2024/06:10) - Mit einem Flüssigmetallkatalysator aus Kupfer und Gallium reduzieren Forscher der RMIT University ( https://www.rmit.edu.au/ ) den Energieverbrauch bei der Herstellung von Ammoniak und der dabei entstehenden Emissionen drastisch. Der weltweite Bedarf liegt bei rund 150 Mio. Tonnen pro Jahr. Dabei fallen zwei Prozent der globalen CO2-Emissionen an. Bei dem neuen Verfahren wird der Bedarf an Prozesswärme um 20 Prozent reduziert, der Druck um 98 Prozent, verglichen mit dem seit mehr als 100 Jahren genutzten Haber-Bosch-Verfahren.

Elemente zusammen stark

"Die weltweite Ammoniakproduktion ist derzeit für doppelt so viele Emissionen verantwortlich wie ganz Australien. Wenn wir diesen Prozess verbessern und weniger energieintensiv gestalten, können wir die CO2-Emissionen erheblich senken", so RMIT-Chemieingeneurin Karma Zuraiqi.

"Flüssige Metalle ermöglichen es uns, die chemischen Elemente auf eine dynamischere Weise zu bewegen, die alles an die Grenzfläche bringt und effizientere Reaktionen ermöglicht, ideal für die Katalyse", sagt RMIT-Professor Torben Daeneke. Kupfer und Gallium sind einzeln eingesetzt schlechte Katalysatoren für die Herstellung von Ammoniak, bei der das reaktionsträge Element Stickstoff mit Wasserstoff vereinigt werden muss. Doch gemeinsam sind sie äußerst effektiv. Das Gallium macht den Stickstoff reaktionsbereit, das Kupfer die Wasserstoffatome.

Ziel dezentrale Herstellung

Während die Herstellung von Ammoniak nach dem traditionellen Haber-Bosch-Verfahren nur in riesigen Anlagen rentabel ist, könnte die neue Technik sowohl für die großtechnische als auch für die dezentrale Produktion geeignet sein, bei der kleine Mengen kostengünstig in Solarparks hergestellt werden, was die Transportkosten und Emissionen drastisch senken würde.

Ammoniak wird in erster Linie benötigt, um Stickstoffdünger herzustellen. Möglicherweise wächst der Bedarf künftig, weil die Chemikalie für den Transport von Wasserstoff gut geeignet ist. Wasserstoff muss künftig in riesigen Mengen von den Weltregionen, die Platz sowie viel Sonne und Wind haben und damit für die Wasserstoffproduktion bestens geeignet sind, in die Industriestaaten transportiert werden. Eine der Möglichkeiten, dies gefahrlos zu tun, ist die Bindung des Wasserstoffs in Ammoniak.

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