Nachhaltige Erzeugung von grünem Wasserstoff aus ammoniakhaltigen, wässrigen Reststoffströmen mithilfe effizienter Plasmatechnologie, Teilvorhaben: Entwicklung und Untersuchung keramischer Membrankontaktoren zur Extraktion von NH3(g) aus wässrigen Medien

Description: Die Senkung der Treibhausgasemissionen und Ressourcenschonung bei gleichzeitiger Deckung des steigenden Energiebedarfs sind von nationaler und internationaler Relevanz. Wegen seiner Eigenschaften wird grüner Wasserstoff (H2) als Energieträger dabei immer gefragter (hoher Brennwert, keine Treibhausgasemissionen). Um Wasserstoff zeitnah als nachhaltige Energiequelle mit vertretbaren Kosten zu verankern, sind innovative Konzepte gefragt. Wasserstoffträger, wie Ammoniak (NH3), bieten hierfür ein erhebliches Potenzial. Ammoniak weist neben einer hohen Wasserstoff-dichte (18 % Wasserstoffmasseanteil) auch eine höhere volumetrische Energiedichte als H2 auf, ist schwer entflammbar und kann über etablierte Infrastrukturen bereits jetzt unproblematisch transportiert und gespeichert werden. Der Transport ist verflüssigt bei -33 °C oder 8 bar im Vergleich zu H2 einfacher und sicherer sowie über weite Strecken kostengünstiger (Transport per Schiff: flüssiges NH3: 1,09 $/GJ, flüssiges H2: 3,24 $/GJ, Berechnungsgrundlage Distanz: 12.000 km). Die Rückwandlung von NH3 zu H2 im Energiesektor ist noch nicht großtechnisch etabliert und erfolgt bisweilen über ein thermisch-katalytisches Verfahren zur NH3-Spaltung (Cracking) v. a. im Bereich der Schutzgaserzeugung. Erste großtechnische Umsetzungen im Energiebereich wurden erst kürzlich von namhaften Firmen (Thyssenkrupp, Air Liquide) angekündigt. Nachteil der Cracking-Verfahren ist der noch hohe Energiebedarf (Wärme) und der Bedarf teurer Katalysatoren. Im skizzierten Projekt 'HydrAPlas' wird daher ein innovatives System auf Basis der einfach skalierbaren und bereits massenfertigungstauglichen Mehrlagenkeramik-technologie zur NH3-Spaltung durch kaltes Plasma entwickelt. Das keramische Plasmasystem soll, im Vergleich zum benannten Cracking-Verfahren, eine energie-effizientere, nachhaltige Technologie zur NH3-Spaltung darstellen.

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Tags: Ammoniak ? Grüner Wasserstoff ? Katalysator ? Wasserstoff ? Treibhausgasemission ? Energieträger ? Treibhausgasminderung ? Brennwert ? Energie ? Energiebedarf ? Energiequelle ? Schiff ? Nachhaltige Produktion ? Ressourcenschonung ? GreenTech ? Plasmatechnik ?

Region: Bavaria

Bounding boxes: 11.5° .. 11.5° x 49° .. 49°

License: Creative Commons Namensnennung-keine Bearbeitung-Nichtkommerziell 4.0

Language: Deutsch

Organisations

• Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (Finanzielle Förderung)
• Rauschert Kloster Veilsdorf GmbH (Projektverantwortung)
• Umweltbundesamt (Bereitstellung)

Time ranges: 2025-05-01 - 2028-04-30

Alternatives

• Language: Englisch/English
  Title: Sub-project: Development and investigation of ceramic membrane contactors for the extraction of NH3(g) from aqueous media
  Description: Reducing greenhouse gas emissions and conserving resources while meeting the growing demand for energy are of national and international relevance. Due to its properties, green hydrogen (H2) is increasingly in demand as an energy source (high calorific value, no greenhouse gas emissions). Innovative concepts are needed to establish hydrogen as a sustainable energy source with reasonable costs in the near future. Hydrogen carriers, such as ammonia (NH3), offer considerable potential for this. In addition to a high hydrogen density (18% hydrogen mass fraction), ammonia also has a higher volumetric energy density than H2, is hardly flammable and can already be transported and stored without any problems using established infrastructures. Compared to H2, transportation in liquefied form at -33 °C or 8 bar is simpler, safer and cheaper over long distances (transportation by ship: liquid NH3: 1.09 $/GJ, liquid H2: 3.24 $/GJ, calculation basis distance: 12,000 km). The reconversion of NH3 to H2 in the energy sector has not yet been established on an industrial scale and is sometimes carried out using a thermal-catalytic process for NH3 cracking, primarily in the field of protective gas production. The first large-scale implementations in the energy sector have only recently been announced by well-known companies (Thyssenkrupp, Air Liquide). The disadvantage of cracking processes is the high energy requirement (heat) and the need for expensive catalysts. The 'HydrAPlas' project outlined above is therefore developing an innovative system based on easily scalable multilayer ceramic technology for NH3 cracking by cold plasma, which is already suitable for mass production. The ceramic plasma system is intended to be a more energy-efficient, sustainable technology for NH3 decomposition compared to the cracking process mentioned above. https://ufordat.uba.de/UFORDAT/pages/PublicRedirect.aspx?TYP=PR&DSNR=1139946

Status

Aktiv

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