Simultane verandering: ammoniak omzetten in waterstof en kunstmest

AmsterdamEen onderzoeksteam van University Alliance Ruhr uit Duitsland heeft een nieuwe methode ontdekt om ammoniak om te zetten in waterstof en nitriet, een belangrijk bestanddeel van kunstmest. Dit kan de manier waarop we waterstof en kunstmest produceren, veranderen aangezien deze normaal gesproken via afzonderlijke processen worden gemaakt.

Belangrijke Innovaties:

• Ontwikkelde een nieuwe katalysator
• Combineerde het omgekeerde Haber-Bosch proces met water-elektrolyse
• Zorgde voor een dubbele opbrengst van waterstof en nitriet
• Paste gasdiffusie-elektroden toe voor ammoniaktoevoer

Waterstof kan worden geproduceerd door water te splitsen in waterstof en zuurstof. Om milieuvriendelijk te zijn, moet dit met hernieuwbare energie gebeuren. Duitsland heeft echter niet genoeg ruimte om grote hoeveelheden hernieuwbare energie te produceren en zou daarom waterstof uit andere landen moeten halen. Het transporteren van waterstof is lastig omdat deze ofwel tot min 253 graden Celsius moet worden gekoeld of op hoge druk moet worden gehouden, beide vereisen veel energie.

Ammoniak is een eenvoudigere en efficiëntere keuze. Het wordt vloeibaar bij min 33 graden Celsius en bevat meer energie. Een tank met vloeibare ammoniak kan ongeveer 2,5 keer zoveel energie bevatten als een tank met vloeibare waterstof. Bij aankomst wordt ammoniak meestal omgezet in waterstof via het omgekeerde Haber-Bosch-proces.

Dit proces produceert meestal nutteloos stikstof, maar een Duits onderzoeksteam heeft een manier gevonden om het te verbeteren. Ze voegden een extra elektrolysestap toe die ammoniak en water omzet in nitriet en waterstof. Deze methode verdubbelt de waterstofproductie en creëert nitriet, dat kan worden omgezet in meststoffen.

Lees ook:

Vandaag · 02:10

Zwangerschap: gezondheid en gewicht wereldwijd in verband gebracht

Het onderzoeksteam heeft erin geslaagd om gasdiffusie-elektroden te gebruiken om ammoniak in gasvorm toe te dienen, een vernieuwende benadering in dit studiegebied. Voorheen werd ammoniak altijd in opgeloste vorm gebruikt, wat beperkingen met zich meebracht. Ze stonden voor de uitdaging om een katalysator te vinden die ammoniak direct in nitriet omzette in plaats van stikstof. Het team testte verschillende multi-metalen katalysatoren en wist 87% van de overgedragen elektronen om te zetten in nitriet.

Deze methode voorkomt ook de productie van ongewenst zuurstof tijdens waterstofsplitsing. Het werk van het team toont aan dat dit nieuwe concept uitvoerbaar is, maar het is nog ver verwijderd van toepassing in grootschalige fabrieken. Ondanks dat het nog in een vroeg stadium verkeert, kan dit onderzoek grote voordelen opleveren voor de waterstof- en meststofindustrieën.

Het combineren van deze stappen kan het energieverbruik en de kosten verminderen, waardoor de productie milieuvriendelijker wordt. Deze benadering is vooral nuttig voor landen zoals Duitsland, die waterstof moeten importeren omdat ze onvoldoende ruimte hebben voor hernieuwbare energie-installaties.

Dit onderzoek toont veel potentieel, maar heeft nog wat werk nodig voordat het breed inzetbaar is. Het gelijktijdig produceren van waterstof en kunstmest uit ammoniak kan het energieverbruik efficiënter maken en de transportkosten verlagen.