AiF-FV-Nummer 23273

Entwicklung eines innovativen Ammoniak-Crackers mit zwei Temperatur- und Katalysatorzonen

Status & Laufzeit

Laufend: 01.03.2024 bis 31.08.2026

Forschungsstellen

Zusammenfassung

Ammoniak (NH3) kann als vielversprechender Energie- bzw. Wasserstoffträger angesehen werden. Es enthält ganz im Gegensatz zu E-Fuels keinen Kohlenstoff, hat ein Treibhaus- und Ozonabbaupotenzial von Null und eine hohe Energiedichte (3,30 kWh/l). NH3 verfügt über eine LPG-ähnliche Dampfdruckkurve und ist daher bereits bei geringen Drücken und Umgebungstemperaturen (20 °C, 8,58 bar) problemlos flüssig speicherbar. NH3 kann in Brennstoffzellensystemen rückverstromt werden. Hierbei können konventionelle PEM-Brennstoffzellen eingesetzt werden, wenn ein Ammoniak-Cracker zuvor das NH3 in ein H2-N2-Gasgemisch zerlegt hat. Solche Systeme können bspw. Mobilfunkantennen in Regionen ohne elektrisches Netz anstelle von Dieselaggregaten mit Strom versorgen. Bei einer Verschaltung des Crackers mit PEM-Brennstoffzelle müssen möglichst hohe Umsatzgrade bzw. möglichst geringe Restammoniakanteile im Produktgas des Crackers erreicht werden, weil diese sehr empfindlich auf Spuren von NH3 reagieren. Dies reduziert den Aufwand für die nachzuschaltende Gasfeinreinigung. Daher wird die Weiterentwicklung des Crackers mit einer zweigeteilten Katalysator- und Temperaturzone (Zweizonen-Ammoniak-Cracker) angestrebt, die geometrische Änderungen und Anpassungen im Crackerdesign erfordern. Im Bereich der lokal hohen Temperaturen kann dabei ein günstigerer und temperaturstabiler Katalysator eingesetzt werden, nur dort werden die hochtemperaturstabilen und teuren Werkstoffe benötigt. Im Niedertemperaturbereich wird ein hochaktiver Katalysator eingesetzt und es können kostengünstigere Werkstoffe verwendet werden. Beide Maßnahmen erhöhen die Lebensdauer des Crackers und reduzieren die Kosten des Systems. Es ergeben sich neue Geschäftsfelder für Firmen aus den Bereichen regenerative Energien sowie für Ingenieurbüros, Berater und Planer. Gerade dieser Markt bietet für kleine und mittelständische Unternehmen ein hohes Marktpotenzial, da spezifische Kundenlösungen flexibel erarbeitet werden müssen.

Förderhinweis

Das Forschungsvorhaben der Forschungsvereinigung Umwelttechnik wird / wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der Industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages gefördert.