13.08.2021 - Ulsan National Institute of Science and Technology

Durchbruch: Neuartige Technik wandelt Ammoniak nahtlos in grünen Wasserstoff um

Ergebnisse haben in der akademischen Forschung große Aufmerksamkeit erregt

Ein Forschungsteam unter der Leitung von Professor Guntae Kim von der School of Energy and Chemical Engineering an der UNIST hat einen Durchbruch in der Technologie zur effizienten Umwandlung von flüssigem Ammoniak in Wasserstoff angekündigt. Ihre Ergebnisse haben auch in der akademischen Forschung große Aufmerksamkeit erregt, da das neue Analyseprotokoll in der Lage ist, optimale Prozessbedingungen zu finden.

In dieser Studie ist es dem Forscherteam gelungen, durch die Zersetzung von flüssigem Ammoniak (NH3) in Elektrizität grünen Wasserstoff (H2) in großen Mengen und mit einer Reinheit von nahezu 100 Prozent zu erzeugen. Nach Angaben des Forscherteams verbrauchte diese Methode außerdem dreimal weniger Energie als Wasserstoff, der durch Elektrolyse von Wasser hergestellt wird.

Ammoniak hat sich aufgrund seiner extrem hohen Energiedichte sowie seiner einfachen Lagerung und Handhabung als attraktiver potenzieller Wasserstoffträger erwiesen. Darüber hinaus erfordert die Elektrolyse von Ammoniak zur Erzeugung von Stickstoff und Wasserstoff theoretisch nur eine externe Spannung von 0,06 V, was viel niedriger ist als die für die Wasserelektrolyse benötigte Energie (1,23 V), so das Forscherteam.

In dieser Studie schlägt das Forscherteam ein gut etabliertes Verfahren vor, das die In-Operando-Gaschromatographie nutzt und es uns ermöglicht, den neuen Katalysator für die Ammoniakoxidation zuverlässig zu vergleichen und zu bewerten. Nach Angaben des Forschungsteams konnten sie mit dem Protokoll die konkurrierende Oxidationsreaktion zwischen der Ammoniakoxidation und der Sauerstoffentwicklung mit Echtzeitüberwachung im Detail unterscheiden.

Durch die Verwendung eines blumenartigen, elektrolytisch abgeschiedenen Pt-Katalysators konnten die Forscher effizient Wasserstoff mit einem geringeren Stromverbrauch von 734 LH2 kW h-1 herstellen, was deutlich unter dem des Wasserspaltungsverfahrens (242 LH2 kW h-1) liegt. "Die Anwendung dieses strengen Protokolls sollte helfen, die praktischen Leistungen für die Oxidation von Ammoniak zu bewerten, so dass sich das Feld auf praktikable Wege zur elektrochemischen Oxidation von Ammoniak zu Wasserstoff konzentrieren kann", so das Forscherteam.

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