Wasserstoffgewinnung aus Ammoniak in einem direkt strombeheizten Katalysatorbett mit Validierungsproduktion - AmmoniaValid, Teilvorhaben: 'Scale-up eines elektrisch beheizten Reaktors und Entwicklung eines kommerziellen Verfahrens für das Cracken von Ammoniak'
Zeitraum
2024-05-01 – 2027-04-30
Bewilligte Summe
138.741,35 EUR
Ausführende Stelle
Förderkennzeichen
03EI3096B
Leistungsplansystematik
Wasserstofferzeugung - Weitere Technologien und nicht zugeordnet [EA2729]
Verbundvorhaben
Zuwendungsgeber
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK.IIB5)
Projektträger
Forschungszentrum Jülich GmbH (PT-J.ESI3)
Förderprogramm
Energie
Thema des Vorhabens ist die Entwicklung und Validierung eines Reaktors zur nahezu verlustfreien Wasserstoffbereitstellung aus Ammoniak (NH3). Die Energie zur Aufrechterhaltung der endothermen Zersetzungsreaktion wird dabei in Form von regional erzeugtem grünem Strom bereitgestellt, so dass die im Ammoniak enthaltene Wasserstoff-Stoffmenge vollständig für den eigentlichen Verwendungszweck genutzt werden kann. Der Reaktor weist als Besonderheit ein direkt elektrisch beheiztes Katalysatorbett auf. Durch diese direkte Joulsche Erwärmung in einem sogenannten ohmschen Reaktor wird eine gleichmäßige Wärmeverteilung und damit eine optimale Reaktionssteuerung ermöglicht. Damit wird ein fortschrittliches Werkzeug bereitgestellt, um mit heimisch gewonnenem grünem Strom aus grünem Ammoniak grünen Wasserstoff für Industrie, Verkehr und andere Segmente bereitzustellen. Wasserstoff kann so deutlich kostengünstiger als mit heimischen Strom aus der Wasserstoffelektrolyse bereitgestellt werden, und durch die Nutzung erneuerbarer Energie entstehen dabei keine CO2-Emissionen. Ziel des Vorhabens ist es, ein skalierfähiges Reaktorkonzept zu entwerfen und zu validieren, um zwei wesentliche offene Herausforderungen der effizienten Ammoniakzersetzung zu begegnen. Das Einbringen der notwendigen Energie soll möglichst effizient erfolgen und nicht auf der Verbrennung von fossilen Energieträgern oder einem Teil des transportierten Ammoniaks beruhen. Da der Prozess bei hohen Temperaturen in einer korrosiven wasserstoff- und ammoniakreichen Atmosphäre stattfindet, bestehen besondere Herausforderungen an das Trägermaterial des Katalysators und an das Material des Reaktors selbst. Ein elektrisch betriebenes, selbstheizendes Katalysatorbett bietet für beide zentralen Herausforderungen immenses Lösungspotenzial: die Energie wird direkt dort eingebracht, wo sie benötigt wird, und grüner Strom kann direkt mit maximalem Wirkungsgrad genutzt werden.