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Import von Wasserstoff wird einfacher, japanischen Forschern gelingt Speicherung als Ammoniak in einem Perowskit Kristall
Wako, PTE, 12 Juli 2023
Wissenschaftler vom RIKEN Center for Emergent Matter Science (CEMS)
haben ein neues #Verfahren entwickelt, mit dem sich #Wasserstoff leichter importieren lässt. Sie setzen dabei auf eine Verbindung aus dem Flüssigsalz Ethylammoniumnitrat, Blei und Jod. Daraus stellen sie einen #Feststoff her, dessen Kristallstruktur der von Perowskiten gleicht, also Werkstoffe, die aus der Photovoltaik bekannt sind. Das auf diese Weise geformte Perowskit Ethylammonium Bleiiodid nimmt große Mengen an Ammoniak auf und hält es eisern fest – bei normaler Zimmertemperatur. Die Forschungsergebnisse sind kürzlich im »Journal of the American Chemical Society« publiziert worden.
Ziel: dekarbonisierte Gesellschaft
Am Ziel angekommen, wird der #Kristall auf 50 Grad erwärmt, sodass gasförmiges Ammoniak entweicht und in einem Reaktor in Wasser und Stickstoff zerlegt werden kann. Der Kristall kann anschließend erneut für den Ammoniak Transport genutzt werden. »Langfristig«, so Studienautor Yoshihiro Ito, »hoffen wir, dass diese einfache und effiziente Methode ein Teil der Lösung sein kann, um eine dekarbonisierte Gesellschaft durch die Verwendung von Ammoniak als Wasserstoffträger zu erreichen.« Einziger Nachteil der Methode: Der Kristall enthält giftiges #Blei.
Ammoniak ist ein ausgezeichneter Wasserstoffträger, weil das Molekül gleich 3 Wasserstoffatome enthält und die »Verschmutzung« durch #Stickstoff daher gering ist. In den meisten Industrieländern lässt sich nicht genügend grüner Strom erzeugen, um neben der Energieversorgung auch noch Wasserstoff herzustellen. Das soll bevorzugt in sonnen und windreichen Regionen geschehen, etwa in Australien, Chile, Namibia und Kasachstan, vier Ländern, in denen die deutsche Industrie bereits einschlägig tätig ist.
Bisher teuer und hoher Energieaufwand
Eine Energiewende ohne Wasserstoff ist unmöglich – erst recht, wenn er eingeführt werden muss. Für den Transport wird er in Ammoniak umgewandelt, das zwar korrosiv und ätzend ist, aber bei minus 33 Grad Celsius in flüssiger Form befördert werden kann. Reiner Wasserstoff muss dagegen mit hohem Energieaufwand fast auf den absoluten Nullpunkt (minus 273 Grad) heruntergekühlt werden. Am Ziel wird dem Ammoniak der Wasserstoff wieder entrissen. Das scheint bisher eine der wirtschaftlichsten Methoden zu sein, Wasserstoff zu importieren. »Unsere ist besser und billiger«, erklären die japanischen Wissenschaftler.
