Innovationsbereich III
H₂-Rückgewinnung
Dieser Innovationsbereich beschäftigt sich mit der Reformierung, d.h. der vollständigen oder teilweisen Zersetzung von Ammoniak zu Wasserstoff und Stickstoff. Das Produktgemisch kann flexibel verwendet werden, z. B. für die Verbrennung, in Brennstoffzellen, bei der Stahlproduktion oder in der chemischen Industrie. Der Fokus in diesem Innovationsbereich liegt auf der katalytischen Reformierung, während die ebenfalls mögliche elektrochemische Umsetzung von Ammoniak zu den Elementen in Innovationsbereich II – Direktnutzung mit betrachtet wird. Die Forschungsthemen in diesem Innovationsbereich umfassen die Entwicklung neuer Katalysatormaterialien, die Bestimmung der Reaktionskinetik der Zersetzung sowie die Aufreinigung der entstehenden Produktgemische.
Teilprojekt III.1
Aufbereitung von Gasmischungen nach der Ammoniakreformierung und -synthese
Die Produktmischungen aus der katalytischen bzw. elektrochemischen NH3-Zersetzung müssen aufbereitet werden, um die erforderlichen Konzentrationen für eine anschließende Nutzung des Wasserstoffs einzustellen. Dies gilt gleichermaßen für die Produktgasströme der Ammoniaksynthese. Der grundlegende Ansatz dieses Teilprojekts besteht aus einer Partialkondensation von Ammoniak gefolgt von einem Membran- bzw. Adsorptionsverfahren zur Aufkonzentrierung des Wasserstoffs.
Forschende
Prof. Dr.-Ing. Philip Jaeger
Technische Universität Clausthal
Teilprojekt III.2
Mikrokinetik der katalytischen Ammoniakzersetzung
Die Reaktionsgeschwindigkeit der katalytischen Zersetzung von NH3 wird in Abhängigkeit von den Reaktionsbedingungen an ausgewählten Katalysatoren bestimmt. Dazu werden temperaturprogrammierte Experimente in einer Testapparatur sowie stationäre und dynamische Versuche in Laborreaktoren durchgeführt. Anschließend werden die Versuchsergebnisse mithilfe geeigneter Reaktormodelle mathematisch ausgewertet, um präzise mikrokinetische Parameter zu erhalten.
Forschende
Prof. Dr.-Ing. Thomas Turek
Technische Universität Clausthal
Teilprojekt III.3
Neue Katalysatoren für die katalytische und oder elektrochemische Ammoniakzersetzung zu Wasserstoff
Bisher wird die Reformierung von Ammoniak meist mit Katalysatoren auf Basis des Edelmetalls Ruthenium realisiert. Um dieses Edelmetall zu ersetzen, werden Katalysatoren, welche die Elemente Fe, Co und Ni enthalten, entwickelt. Dabei sind eine hohe Dispersion und die Kontrolle der Oberflächenstruktur zu beachten. Im Teilprojekt soll darüber hinaus untersucht werden, ob sich die erzeugten Katalysatoren auch für die elektrochemische Reformierung von NH3 eignen.
Forschende
Prof. Dr. Michael Wark
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg