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Erste Betriebstests von Ammoniak-Crackern übertreffen Erwartungen

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Autor: Sophia Jenke

Quelle: Sunborne Systems
Quelle: Sunborne Systems
Sunborne Systems

30. Oktober 2023 | Die britischen Konzerne Sunborne Systems Ltd. und AFC Energy PLC haben ihre Ammoniak-Cracker getestet. Sunborne hat angegeben, dass es seinen Ammoniakreaktor in einem Maßstab getestet hat, der dem Verbrauch von Verbrennungsmotoren in Kraftfahrzeugen entspricht. Das britische National Physical Laboratory (NPL) hat die von AFC entwickelte Technologie getestet und gibt an, dass diese Wasserstoff mit einem Reinheitsgrad von 99,99% erzeugt.

Der Testbetrieb in der Sunborne-Demonstrator-Anlage in Oxfordshire übertraf laut eigenen Angaben die Erwartungen. Das Unternehmen habe bewiesen, dass die Ammoniakspaltreaktion in der Lage sei, ein Kraftstoffgemisch zu erzeugen, das einen 56-kW-Motor (75 PS) antreiben könne. Das im Culham Science Centre durchgeführte Testprogramm habe gezeigt, dass der Reaktor einen hohen thermischen Wirkungsgrad habe und für Verbrennungsmotoren mit höherer Energieleistung und industrielle Anwendungen geeignet sei. Ziel von Sunborne sei die Erweiterung der Technologie für maritime Anwendungen.

Das ebenfalls im Vereinigten Königreich ansässige Unternehmen AFC hat seine modulare Ammoniak-Cracking-Technologie demonstriert. Die im NPL durchgeführte Demonstration zeige, dass die integrierte Crack- und Reinigungsanlage Wasserstoff mit einem Reinheitsgrad von 99,99 % erzeugt. Die Ammoniakrückstände im Wasserstoff liegen laut NPL dabei unter den erlaubten Werten nach Norm ISO 14687:2019. AFC will seine Technologie für die stationäre Stromerzeugung, Schiffsantriebe und Betankung von Schwerfahrzeugen entwickeln.

Sunborne-Reaktor ist nachrüstbar

Sunborne Erklärung

Funktionalität des Sunborne Ammoniak-Crackers (Quelle: Sunborne Systems)

Das Unternehmen wurde 2021 von Reaction Engines, dem UK Science and Technology Facilities Council (STFC) und dem Cleantech-Venture-Investor Kiko Ventures gegründet. Ziel des Unternehmens sei es, eine innovative, kompakte Ammoniakreaktor-Technologie zu entwickeln, die die Dekarbonisierung in schwerlast Sektoren, wie dem Schiffsverkehr, ermöglichen soll.

Durch die Kombination der Wärmemanagement- und Wärmetauschertechnologie von Reaction Engines mit den Crack-Katalysatoren des STFC verwandelt der Reaktor von flüssigem Ammoniak in ein Gemisch aus Wasserstoff, Stickstoff und “ungespaltenem” Ammoniak. Der Reaktor kann in bestehende, mit fossilen Brennstoffen betriebene Systeme und Energieerzeuger nachgerüstet werden.

Als nächsten Schritt plant das Unternehmen eine größere Demonstration durchzuführen. Sie soll bis 2025 mindestens 1 MW erreichen.

99,99% Reinheit des AFC-Crackers

Mit dem AFC-Ammoniak-Cracker kann Ammoniak in diskrete Wasserstoff- und Stickstoffmoleküle “gecrackt” werden. Der Wasserstoff kann dann als Brennstoff in Brennstoffzellen oder bei der Verbrennung verbraucht werden, während der Stickstoff ohne Kohlenstoffemissionen in die Atmosphäre (die zu ca. 78 % aus Stickstoff besteht) abgegeben wird.

Da ungespaltene Ammoniakspuren im Wasserstoff eine Brennstoffzelle beschädigen können, ist es eine wichtige Errungenschaft, dass der Ammoniak-Cracker-Reaktor die ISO-Norm für Restammoniak (“parts per billion” oder “PPB”) in Wasserstoff erfüllt. Die 2019 von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) veröffentlichte Norm ISO 14687:2019 regelt den internationalen Standard für die Mindestqualitätsmerkmale von Wasserstoff und legt den maximal zulässigen Gehalt an Ammoniakrückständen fest.

Das Erreichen des ISO Standards für die Wasserstoffreinheit ist laut AFC ein Meilenstein in der Fähigkeit der Cracker-Technologie. “Ammonia to power” könne nicht nur in stationären oder maritimen Anwendungen einzusetzen, sondern auch gecracktes Ammoniak für die Betankung von Lkw und Bussen als Alternative zu einem verteilten Netzwerk von kleinen Elektrolyseuren zu nutzen.

(Quelle: SUNBORNE SYSTEMS/ Ammonia Energy Association/2023)

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