Neuartiges Verfahren wandelt Ammoniak problemlos in grünen Wasserstoff um

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Aufsehen in der akademischen Forschung

Ein Forschungsteam unter Leitung von Professor Guntae Kim von der School of Energy and Chemical Engineering am Ulsan National Institute of Science and Technology (UNIST) hat einen Durchbruch in der Technologie der effizienten Umwandlung von flüssigem Ammoniak in Wasserstoff bekannt gegeben, schreibt Joo Hyeon Heo am 05.08.2021 auf der UNIST-Webseite. Ihre Ergebnisse haben in der akademischen Forschung große Aufmerksamkeit erregt, da das neue Analyseprotokoll in der Lage ist, optimale Prozessbedingungen zu finden.

Ammoniak – chemische Formel

In dieser Arbeit 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 Forschungsteams verbraucht diese Methode außerdem nur ein Drittel der Energie von durch Elektrolyse von Wasser hergestelltem Wasserstoff: Die Elektrolyse von Ammoniak zur Erzeugung von Stickstoff und Wasserstoff erfordert theoretisch nur eine externe Spannung von 0,06 V, was wesentlich 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, bei dem die In-Operando-Gaschromatographie zum Einsatz kommt, die es 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 herstellen, was deutlich unter dem des Wasserspaltungsverfahrens (242 LH2 kW/h) liegt. „Die Anwendung dieses strengen Protokolls sollte dazu beitragen, die praktischen Leistungen für die Ammoniakoxidation zu bewerten, so dass sich das Feld auf praktikable Wege zur elektrochemischen Oxidation von Ammoniak zu Wasserstoff konzentrieren kann“, so das Forscherteam.

Diese Studie wurde gemeinsam von Minzae Lee, Myung-gi Seo, Hyung-Ki Min und Youngheon Choi vom Lotte Chemical R&D Center verfasst. Ihre Arbeit wurde auch auf der hinteren Umschlagseite des Journal of Material Chemistry A veröffentlicht, das im März 2021 online ging, bevor es im Mai 2021 endgültig veröffentlicht wurde.

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