Forscher der Stanford University und der King Fahd Universität Dhahran haben eine Methode entwickelt, um Stickstoff aus der Luft für die Ammoniakproduktion zu nutzen – ganz ohne zusätzliche Energiezufuhr. Sollte diese Technologie im großen Maßstab umsetzbar sein, könnte das etablierte Haber-Bosch-Verfahren langfristig ersetzt werden.
Problem mit dem Haber-Bosch-Verfahren
Das Haber-Bosch-Verfahren, bislang Standard bei der Ammoniakproduktion, erfordert hohe Drücke und Temperaturen. Laut den Forschern verbraucht es etwa 2 % der globalen Energie und ist für 1 % der jährlichen CO₂-Emissionen verantwortlich, da Erdgas als Energiequelle dient.
Raumtemperatur und normaler Druck als Lösung
Die neue Methode setzt auf eine völlig andere Herangehensweise: Sie arbeitet bei Raumtemperatur und normalem Atmosphärendruck, wodurch externe Spannungsquellen überflüssig werden. Das Ammoniak wird aus Wasserdampf gewonnen. Dabei leitet man Luft durch ein Netz, das mit speziellen Katalysatoren beschichtet ist. Die natürliche Luftbewegung reicht aus, um die chemische Reaktion auszulösen.
Innovative Katalysatoren
Das Team identifizierte eine Mischung aus Eisenoxid und einem sauren Polymer mit Fluor und Schwefel als optimale Katalysatoren. Nach eigenen Angaben konnten die Wissenschaftler ausreichend Ammoniak mit hoher Konzentration produzieren, um es in Gewächshäusern als Dünger einzusetzen.
Potenziale über die Düngemittelproduktion hinaus
Die Forscher betonen die erheblich reduzierte CO₂-Bilanz dieser Methode. Sie gehen davon aus, dass die Technologie in zwei bis drei Jahren marktreif sein könnte. In der Zwischenzeit sollen größere Maschensysteme entwickelt werden, um die Produktionsmenge zu steigern.
Ammoniak hat laut den Wissenschaftlern weitreichende Bedeutung, die über Düngemittel hinausgeht. Dank seiner hohen Energiedichte könne es zur Speicherung und zum Transport erneuerbarer Energien genutzt werden – effizienter als Wasserstoffgas.
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