Dünger-Produktion wird umweltverträglich
Elektrochemisches Elektrolyse-Verfahren verbraucht weit weniger Energie als üblich
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Künstliche Blitze aktivieren die Luft (Foto: Patrick J. Cullen) |
Sydney (pte004/07.07.2025/06:15)
Mit einem elektrochemischen Elektrolyse-Verfahren lassen sich Chemikalien und Treibstoffe wie Methanol umweltneutral herstellen und künftig auch Ammoniak, eine der wichtigsten Chemikalien zur Herstellung von Dünger. Denn Forscher um Patrick J. Cullen von der University of Sydney haben einen Weg gefunden, widerspenstige Atome zur Vereinigung zu zwingen, der deutlich weniger Energie verbrauchen soll als das bisher vor allem genutzte Haber-Bosch-Verfahren.
Künstliche Blitze
Den Rohstoff Luft traktiert das Team mit einem starken elektromagnetischen Feld, mit künstlichen Blitzen. Die Energieentladung lässt ein sogenanntes Plasma entstehen, in dem sich Sauer- und Stickstoffatome zu Stickoxiden vereinen. Diese leiten die Forscher in Wasser und lassen einen Gleichstrom hindurchfließen.
Bei diesem Elektrolyseprozess, bei dem umweltverträglicher grüner Strom eingesetzt wird, ersetzen drei Wasserstoffatome die zuvor mit dem Stickstoff verschmolzenen Sauerstoffmoleküle. Damit dieses Kunststück gelingt, musste das Team einen neuen Katalysator entwickeln, der den normalerweise trägen oder nicht stattfindenden Verschmelzungsprozess massiv beschleunigt. Dieser basiert auf Kupfer, Eisen und Phosphor.
Brennstoff für Schiffe der Zukunft
"Derzeit erfordert die Herstellung von Ammoniak eine zentralisierte Produktion und den Transport des Produkts über weite Strecken", so Cullen. "Wir brauchen stattdessen eine kostengünstige, dezentralisierte und skalierbare Produktionseinheit." Die haben er und sein Forschungsteam mit dem kombinierten Plasma-Elektrolyse-Verfahren jetzt geschaffen. Die ersten Schiffe mit Ammoniakmotoren, deren Emissionen umweltneutral sind, sind bereits unterwegs. Außerdem gilt Ammoniak als Möglichkeit, Wasserstoff über große Entfernungen zu transportieren.
Die Forschungsergebnisse wurden kürzlich im Fachjournal "Angewandte Chemie International" publiziert.
(Ende)
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