Ammoniakproduktion bald deutlich grüner
Ulsan National Institute of Science and Technology erhöht Ausbeute beim Kugelmühlenprozess
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Dünger: Dieser ist künftig umweltfreundlicher zu produzieren (Foto: Wolfgang Ehrecke, pixabay.com) |
Ulsan (pte022/31.07.2025/11:30)
Forscher des Ulsan National Institute of Science and Technology haben die Ausbeute bei der Ammoniakproduktion um das 5,6-Fache gesteigert. Damit wird das neue Verfahren wirtschaftlich. Zudem lässt sich die Kugelmühlentechnik dezentral einsetzen. Im Extremfall kann damit jeder Landwirt seinen eigenen Dünger produzieren, sogar emissionsfrei, wenn er selbst produzierten Solar- und Windstrom einsetzt, heißt es.
Atomfusion durch Kollision
Kugelmühlen enthalten Stahlkugeln, einen Katalysator und die Gase, deren Atome miteinander verschmelzen sollen, also Stickstoff und Wasserstoff. Die Mühle rotiert mit hoher Geschwindigkeit. Dabei prallen die Kugeln aufeinander. Befinden sich zu dem Zeitpunkt zwischen ihnen die Basismaterialien für Ammoniak, werden sie mit der Kraft der kollidierenden Kugeln zusammengestaucht, sodass sie sich verbinden, wie Forscher des Max-Planck-Instituts für Kohlenforschung ermittelt haben.
Die Leistung der südkoreanischen Forscher besteht darin, den Katalysator, der den Verschmelzungsprozess beschleunigt, entscheidend verbessert zu haben. Die Experten haben kleine Mengen an Siliziumnitrid hinzugefügt, das sie aus recycelten Solarzellen herstellen. Dadurch wird der Eisenkatalysator auf Touren gebracht, sodass er die Reaktion der beiden Gase massiv beschleunigt. Die Ausbeute steigt massiv. Siliziumnitrid ist bekannt für seine außergewöhnliche Härte, die ihm Beständigkeit gegen Stöße, chemische Korrosion und Hitze verleiht, wodurch eine langfristige Unterstützung des Eisenkatalysators möglich ist.
Stark verbesserte Effizienz
"Diese Technologie verbessert die Effizienz der Ammoniakproduktion unter Niedrigtemperatur- und Niederdruckbedingungen erheblich. Da wir recycelte Solarzellenabfälle nutzen, trägt sie außerdem sowohl zur Dekarbonisierung als auch zur Ressourcenkreislaufwirtschaft bei und ist somit eine umfassende Lösung für die nachhaltige Ammoniakproduktion", sagt Forschungsleiter Jong-Beom Baek.
Bei der derzeitigen Produktionstechnik für Ammoniak, die eine Temperatur von 400 Grad Celsius und einen Druck von mehr als 200 bar erfordert, werden zwei Prozent der weltweiten CO2-Emissionen frei. Jährlich werden rund 150 Mio. Tonnen hergestellt, die vor allem für die Düngerproduktion benötigt werden. Ammoniak ist auch als Transportmittel für Wasserstoff attraktiv. Eine umweltverträgliche Herstellung dieses Gases könnte die angestrebte Wasserstoffwirtschaft noch umweltverträglicher machen.
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