Die Welt nachhaltig befeuern: Ammoniak mit weniger Energie synthetisieren

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Wissenschaftler am Tokyo Institute of Technology (Tokyo Tech) haben einen verbesserten Katalysator entwickelt, indem sie das übliche Dehydratisierungsmittel Calciumhydrid nahmen und ihm Fluorid zusetzten.

Der Katalysator ermöglicht die Synthese von Ammoniak bei nur 50 °C, wobei nur halb so viel Energie verbraucht wird wie bei den bestehenden Techniken.

Dies öffnet die Türen zu einer Ammoniakproduktion mit geringem Energieverbrauch und reduzierten Treibhausgasemissionen.Ammoniak ist entscheidend für die Herstellung von Pflanzendünger, der wiederum etwa 70% der Weltbevölkerung ernährt.

In der Industrie wird Ammoniak nach dem Haber-Bosch-Verfahren hergestellt, bei dem Methan zunächst mit Wasserdampf zu Wasserstoff und Wasserstoff dann mit Stickstoff zu Ammoniak umgesetzt wird.

Das Problem bei diesem Verfahren ist, dass mit steigender Temperatur die Ausbeute abnimmt.

Um weiterhin eine gute Ausbeute zu erzielen, muss der Druck in der Reaktionskammer erhöht werden.

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Dies erfordert viel Energie.

Außerdem sind die für die Reaktion verwendeten Katalysatoren auf Eisenbasis erst oberhalb von 350 °C wirksam.

Die Aufrechterhaltung solch hoher Temperaturen erfordert auch einen erheblichen Energieaufwand.

Zu allem Überfluss beträgt die Ausbeute nur 30-40%.Derzeit werden fossile Brennstoffe für den Prozess verwendet, die große Mengen Kohlendioxid in die Atmosphäre einbringen.

Erneuerbare Ressourcenalternativen, wie z.B.

Windenergie, wurden angewandt, aber diese haben sich als nicht nachhaltig erwiesen.

Um den Ertrag zu erhöhen und gleichzeitig die Umweltbelastung zu verringern, muss die Reaktion daher bei niedrigen Temperaturen stattfinden.

Dazu sind Katalysatoren erforderlich, die die Reaktion bei niedrigen Temperaturen ermöglichen.Bislang waren solche Katalysatoren den Wissenschaftlern nicht zugänglich.

Herkömmliche Katalysatoren verlieren die katalytische Aktivität für die Ammoniakbildung aus N2- und H2-Gasen bei 100-200 °C, selbst wenn sie bei hohen Temperaturen eine hohe katalytische Leistung zeigen”, bemerkt eine Gruppe von Wissenschaftlern von Tokyo Tech, Japan, die das Katalysatorproblem offenbar endgültig gelöst haben.

Die Wissenschaftler unter der Leitung von Dr.

Michikazu Hara, entwickelte eine….

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