Brennstoffzelle für Ammoniak löst mehrere entscheidende Probleme
Mit erneuerbarem Strom erzeugter Wasserstoff lässt sich in Brennstoffzellen mit einem Wirkungsgrad von 60 Prozent wieder in Strom umwandeln. Erst einmal kein wirklich gutes Geschäft, allerdings kann die Energie genau dann freigesetzt werden, wenn sie benötigt wird, und zwar in den entsprechend großen Mengen.
Für die Heizung im Winter, das Auto oder sogar Schiffs- und Flugzeugantriebe wäre die Technik eigentlich ideal. Wären da nicht die Eigenschaften von Wasserstoff, die seine Handhabung extrem kompliziert gestalten.
Wegen ihrer geringen Größe bewegen sich Wasserstoffmoleküle durch solides Metall. Aus einer klassischen Gasflasche würde sich der Wasserstoff somit einfacher verflüchtigen. Für eine Lagerung muss er zudem verflüssigt werden, was entweder extrem niedrige Temperaturen oder einen enorm hohen Druck erfordert - mit anderen Worten einen hohen Energieeinsatz.
Eine vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme vorgestellte Brennstoffzelle umgeht diese Probleme durch die Verwendung von Ammoniak. Dieser ist in der chemischen Industrie etabliert, lässt sich gut lagern und transportieren, ist allerdings umweltgefährdend und ätzend.
Und dennoch gestaltet sich der Umgang damit wesentlich simpler als bei Wasserstoff. Im entwickelten Ammoniak-SOFC-System (SOFC für "solid oxid fuel cell" oder "Festoxid-Brennstoffzelle") wird das Ammoniak, das sich aus drei Wasserstoff- und einem Stickstoffmolekül zusammensetzt, zunächst wieder aufgespalten.
Der Stickstoff, immerhin Hauptbestandteil der Luft, wird wie der Wasserdampf in die Umgebung entlassen. Die Brennstoffzelle selbst erzeugt Strom und Wärme, die sie teils selbst benötigt, teils entkoppelt an ein Wärmenetz abgeben kann.
Laut der Forschenden liegt der Wirkungsgrad wie bei den klassischen Brennstoffzellen bei etwa 60 Prozent, allerdings inklusive Wärmeerzeugung. Somit wäre das System bestens geeignet, um vor allem Wärme für ganze Kommunen oder Industrieanlagen zu liefern. Auch für Schiffsantriebe soll sich das System eignen. Auf das Ammoniak-Auto muss man aber wohl noch etwas warten.
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