Ammoniak als effektiver Wasserstoffspeicher: Eine Übersicht über Produktion, Speicherung und Nutzung

Ammoniak wird als potenzielles Medium für die Speicherung von Wasserstoff angesehen, das in Zukunft CO2-freie Energiesysteme ermöglicht. Seine hohe volumetrische Wasserstoffdichte, der niedrige Speicherdruck und die Stabilität für die Langzeitlagerung gehören zu den vorteilhaften Eigenschaften von Ammoniak für die Wasserstoffspeicherung. Darüber hinaus wird Ammoniak auch als sicher betrachtet, aufgrund seiner hohen Selbstentzündungstemperatur, des niedrigen Kondensationsdrucks und der geringeren Gasdichte als Luft. Ammoniak kann aus vielen verschiedenen Arten von Primärenergiequellen gewonnen werden, einschließlich erneuerbarer Energien, fossiler Brennstoffe und überschüssiger Energie (insbesondere überschüssiger Elektrizität aus dem Netz). An der Nutzungstelle kann die Energie aus Ammoniak direkt als Brennstoff genutzt oder zunächst in Wasserstoff zerlegt werden, um viele Optionen für die Wasserstoffnutzung zu ermöglichen. Diese Übersicht beschreibt mehrere potenzielle Technologien, die derzeit und in Zukunft für die Ammoniakproduktion, Speicherung und Nutzung in Betracht gezogen werden. Die Ammoniakproduktion umfasst die derzeit angewandten Haber-Bosch-, elektrochemischen und thermochemischen Zyklusverfahren. Darüber hinaus konzentriert sich diese Studie hauptsächlich auf die mögliche direkte Nutzung von Ammoniak aufgrund seiner höheren Gesamtenergieeffizienz, einschließlich des Verbrennungsmotors, der Verbrennung für Gasturbinen und der direkten Ammoniak-Brennstoffzelle. Auch die Ammoniak-Zersetzung wird beschrieben, um einen Einblick in ihren Fortschritt und ihre Probleme zu geben. Schließlich werden auch Herausforderungen und Empfehlungen für die weitere Entwicklung der Nutzung von Ammoniak zur Wasserstoffspeicherung gegeben.