TransHyDE: BMBF-Förderung umfasst insgesamt zehn Teilprojekte
Im AmmoRef. arbeiten die beiden Wissenschaftler aus dem CAU-Forschungsschwerpunkt KiNSIS (Kiel Nano, Surface and Interface Science) unter anderem mit Kolleginnen und Kollegen aus Berlin, Essen, Karlsruhe und Mülheim/Ruhr zusammen. Gemeinsam erforschen sie, wie sich Wasserstoff nach dem Transport wieder aus Ammoniak freisetzen lässt. Ihr neu entwickelter Katalysator könnte die Rückgewinnung von Wasserstoff deutlich beschleunigen.
AmmoRef ist eins von zehn TransHyDE-Projekten, die vom BMBF gefördert werden. Dabei wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler von insgesamt acht Institutionen die Technologien für den Wasserstofftransport verbessern. Die Ergebnisse fließen in Handlungsempfehlungen für die nationale Wasserstoff-Infrastruktur ein.
Wodurch zeichnet sich der neue Katalysator aus?
„Ein Katalysator hat die Aufgabe, eine chemische Reaktion zu beschleunigen und ist damit direkt für die Effizienz von Stoff- und Energiewandlungen verantwortlich“, erklärt Behrens. Je schneller die Ammoniakreformierung ablaufen kann, desto geringer sind die Umwandlungsverluste, die durch die chemische Speicherung des Wasserstoffs in Ammoniak entstehen.
„Unser Katalysator hat zwei Besonderheiten“, betont Chen. „Zum einen besteht er aus den relativ günstigen Basismetallen Eisen und Cobalt. Zum anderen haben wir eine besondere Herstellungsmethode entwickelt, die eine sehr hohe Metallbeladung des Katalysators erlaubt.“
So bestehen bis zu 74 % des Materials aus aktiven Metallpartikeln. Diese wechseln sich mit Trägerpartikeln ab, so dass dazwischen Hohlräume im nanoskaligen Bereich entstehen – wie ein poröser, metallischer Nano-Schwamm.
„Entscheidend ist außerdem die Kombination der beiden Metalle in einer gemeinsamen Legierung“, ergänzt Arbeitsgruppenleiter Behrens. Einzeln sind beide Metalle katalytisch weniger aktiv. Durch die Kombination entstehen hochaktive, bi-metallische Oberflächen mit Eigenschaften, die sonst nur von sehr viel teureren Edelmetallen bekannt sind.
„Im AmmoRef-Konsortium, an dem auch Industrieunternehmen beteiligt sind, wollen wir diesen Katalysator weiter untersuchen und aus der Grundlagenforschung in die Anwendung übertragen“, beschreibt Behrens die weiteren Schritte. Als nächstes arbeitet das Kieler Team daran, den Katalysator in größeren Mengen herzustellen.
(Quelle: Christian-Albrechts-Universität zu Kiel)
