Dezentrale Erzeugungstechnologie für grünen Ammoniak

Zusätz­lich zum zukünf­tigen Import des Wasser­stoff­trä­gers Ammo­niak werden dezen­trale Ammo­niak-Anlagen benö­tigt, die auf kleiner bis mitt­lerer Skale aus fluk­tu­ie­render erneu­er­barer Energie effi­zient grünen Ammo­niak erzeugen können. Die Ammonia-Farms können zukünftig Last­spitzen abde­cken und bei einer mitt­leren Anzahl der Voll­last­be­nut­zungs­stunden einen wirt­schaft­li­chen Betrieb errei­chen. Zudem kann eine höhere Versor­gungs­si­cher­heit und Unab­hän­gig­keit von Importen erzielt werden. Im Umset­zungs­pro­jektes CAMPFIRE wird im Teil­pro­jekt der Partner Zentrum für Brenn­stoff­zel­len­Technik (ZBT), Karls­ruher Institut für Tech­no­logie (KIT), Univer­sität Rostock, Leibniz Institut für Plas­ma­for­schung und Tech­no­logie (INP) und der auto­ma­tis­a­tion & soft­ware GmbH eine neuar­tige Anlage für Ammonia-Farming für Anlagen-Leis­tungen bis zu 150 MWel entwi­ckelt. Dazu wird ein Haber-Bosch-Reaktor erar­beitet, der mithilfe eines fallenden Tempe­ratur-Profils eine effi­zi­ente Umset­zung von Stick­stoff und Wasser­stoff zu Ammo­niak bei nied­ri­geren Drücken als in derzei­tigen Groß­an­lagen ermög­licht. Zudem werden neue Kata­ly­sa­toren einge­setzt, die zwar über einen Edel­me­tall­an­teil verfügen, der aber durch inno­va­tive Core-Shell-Ansätze redu­ziert wird, um eine Kosten­sen­kung anzu­streben. Für deren Erzeu­gung entwi­ckelten die Partner ein neues Synthe­se­ver­fahren, das auf der Anwen­dung eines atmo­sphä­ri­schen Plasmas in flüs­sigen Ausgangs­stoffen wie Salz­lö­sungen und Ethanol basiert (PiL — Plasma-in-Liquid). In diesem Verfahren können Kata­ly­sator-Suspen­sionen nun bereits inner­halb von Minuten erzeugt werden. Die Partner erfüllten einen wich­tigen Meilen­stein des Teil­pro­jektes durch den erfolg­rei­chen Abschluss einer ersten Anla­gen­aus­le­gung für eine Ammonia-Farm für eine elek­tri­schen Leis­tung von 15 kW für die Umset­zung von 500 g H2 in NH3 pro Stunde. Diese Ausle­gung dient als Basis für die Upska­lie­rung und Umset­zung des Reak­tors für eine Leis­tung von 200 kWel in der folgenden Projektphase.