Brennstoffzellen Ammoniak als grüner Energiespeicher denkbar

Ammoniak könnte als Energiespeicher von grünem Strom dienen und bei Bedarf – gespalten in Wasserstoff und Stickstoff – in Brennstoffzellen wieder zu Energie umgewandelt werden. An einer solchen Anlage forschen derzeit Wissenschaftler.

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Für eine nachhaltige, kohlenstofffreie Energieversorgung braucht es vor allem gute Energieträger, um die aus umweltverträglichen Quellen gewonnene Energie zu speichern und zu transportieren. Ammoniak könnte die Lösung als grüner Energieträger sein.

Aus Wasser, Stickstoff und Strom zum grünen Energieträger

Etwas Wasser, Stickstoff aus der Luft und Strom aus erneuerbaren Energien– Ammoniak besteht aus leicht zu beschaffenden Rohstoffen und wird deshalb als grüner Energieträger gehandelt. Aus Ammoniak kann hocheffizient Wasserstoff hergestellt werden, weshalb Wissenschaflter der Universität Duisburg-Essen (UDE) und des Zentrums für Brennstoffzellentechnik GmbH (ZBT) an einer neuen Anlage forschen: Dem Ammoniak-Cracker.

„NH₃ to H₂“ – also „Ammoniak zu Wasserstoff“ nennt sich das dahinter stehende Projekt, das einen möglichst effizienten Cracker entwickeln will. Der Cracker soll am Ende direkt mit einer Brennstoffzelle gekoppelt werden. Die Wissenschaftler setzen bei ihrer Arbeit sowohl auf Simulationsmodelle als auch auf Untersuchungen an realen Prototypen.

Am Ende soll dann idealerweise eine Anlage stehen, deren Bestandteile wie Reaktor, Brenner, Wärmetauscher und Isolierung optimal aufeinander abgestimmt sind. Mittelpunkt der Technologie ist der Katalysator, für den in den kommenden Jahren der geeignetste Kandidat gefunden werden soll.

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Erneuerbare Energien effizient speichern

Ammoniak ist vielversprechend für eine nachhaltige, kohlenstofffreie Energieversorgung: Es kann aus leicht verfügbaren, günstigen Elementen hergestellt werden – am besten, so die Forscher, mit der Energie aus umweltverträglichen Quellen. Hierfür ließe sich Strom verwenden, der aus natürlichen Ressourcen kommt, sich aber bis heute nur unzureichend speichern lässt, z.B. aus großen Photovoltaikanlagen oder Windparks.

Bei Bedarf kann flüssiges Ammoniak dann mithilfe des Crackers wieder in seine Bestandteile Wasserstoff und Stickstoff zerlegt werden. Das so erzeugte Gas setzt eine Brennstoffzelle in elektrische Energie um, als Abgas bilden sich wiederum nur Wasser, Stickstoff und Sauerstoff.

Energie unkompliziert speichern

Solche ammoniakversorgten Brennstoffzellensysteme können beispielsweise klimaschädliche Dieselaggregate in Entwicklungs- und Schwellenländern ersetzen, in denen kein zuverlässiges elektrisches Netz vorhanden ist.

Der Vorteil gegenüber einer direkten Nutzung von Wasserstoff: Ammoniak hat eine hohe Energiedichte, ist einfach zu transportieren und unkompliziert zu speichern. NH₃ bietet somit gerade bei der Herausforderung Klimawandel ein enormes Potenzial, Treibhausgasemissionen zu verringern.

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