Kurzbeschreibung:

Das Inno­va­ti­ons­feld von CAMPFIRE ist die dezen­trale Erzeu­gung von Ammo­niak aus erneu­er­baren Ener­gien und dessen Verwer­tung als Ener­gie­träger für eine emis­si­ons­freie mari­time Mobi­lität.  Durch die Inte­gra­tion neuar­tiger elek­tro­ke­ra­mi­scher Dünn­schichten in Ener­gie­sys­temen werden ressour­cen­scho­nende direkte und flexible Ener­gie­wand­lungs­pro­zesse für die Ammo­ni­ak­syn­these auf kleiner Skale reali­sierbar. Im Rahmen des Verbund­vor­ha­bens CF04 wird die Entwick­lung von leis­tungs­fä­higen dünn­schicht­ba­sierten Membran-Elek­troden-Einheiten (MEA) für die dezen­trale Synthese von Ammo­niak mittels Fest­körper-Ammo­ni­ak­syn­these (SSAS) durch­ge­führt. Die SSAS ist ein elek­tro­che­mi­scher Produk­ti­onsweg (Power-to-Ammonia), der sich für eine flexible und dezen­trale Prozess­füh­rung und für die Einspei­sung fluk­tu­ie­render erneu­er­barer Energie sowie einen netz­un­ab­hän­gigen Betrieb auf kleiner Skale eignet. Mittels dieses neuar­tigen Prozesses ist sogar eine direkte Synthese aus Luft­stick­stoff und Wasser mit hoher Effi­zienz möglich. Insbe­son­dere gilt es, die Lebens­dauer und die Synthe­se­raten für Ammo­niak zu verbes­sern. Dafür müssen Leis­tungs­ver­luste auf Grund der durch hohe Bulk­wi­der­stände behaf­teten Elek­tro­lyt­mem­bran sowie des katho­den­sei­tigen Kata­ly­sa­tors vermieden werden.  Die Entwick­lung von druck­be­stän­digen tubu­laren Membran-Elek­troden-Einheiten für die Fest­körper-Ammo­ni­ak­syn­these ist ein kriti­scher Wegbe­reiter zur die Umset­zung des über­grei­fenden Ziels im CAMPFIRE, wirt­schaft­liche Verfahren zur Erzeu­gung von grünem Ammo­niak zu entwi­ckeln und unsere Vision „Wind und Wasser zu Ammo­niak“ umzu­setzen. Nach erfolg­rei­cher Durch­füh­rung des Verbund­pro­jektes liegen eine kera­mik­ge­trä­gerte und eine metall­ge­trä­gerte SSAS-MEA mit ersten Leis­tungs­daten für die Produk­tion von Ammo­niak und Unter­su­chungen zur Lang­zeit­sta­bi­lität der Kompo­nenten unter den Bedin­gungen der Ammo­ni­ak­syn­these auf der Labor­skale vor.

Dünn­schicht­ba­sierte Fest­körper-Zelle für die elek­tro­che­mi­sche Synthese von Ammoniak