Brintøkonomi med masseproduktion af højrent brint fra ammoniak

Korea Institute of Science and Technology (KIST) har udsendt en meddelelse om teknologien til at udvinde højrent brint fra ammoniak og generere elektrisk strøm i forbindelse med en brændselscelle udviklet af et team ledet af Young Suk Jo og Chang Won Yoon fra Center for Brint- og Brændselscelleforskning. Dette bekræfter muligheden for at bruge ammoniak som brintbærer til at transportere store mængder brint over lange afstande.

Selvom behovet for at opbygge et globalt ren energiforsyningsnetværk er blevet bemærket over hele verden, der er begrænsninger, når det kommer til at transportere vedvarende energi i form af elektricitet over lange afstande. Dette har resulteret i en stigende efterspørgsel efter en teknologi, der kan omdanne overskud af vedvarende energi til brint og transportere brinten til måldestinationen for udnyttelse.

Brintgas, imidlertid, kan ikke transporteres i større mængder på grund af begrænsningerne i mængden, der kan opbevares pr. volumen. En strategi, der foreslås for at overvinde dette problem, er brugen af ​​kemikalier i flydende form som brintbærere, svarende til den nuværende metode til at transportere fossile brændstoffer i flydende form.

Flydende ammoniak (brintopbevaringstæthed pr. volumen:108 kg-H ₂ /m ³ ) er i stand til at lagre omkring 1,5 gange mere brint end flydende hydrogen under samme volumen. I modsætning til den konventionelle hydrogenproduktionsmetode til naturgasdampreformering, hvor store mængder kuldioxid udsendes i produktionsprocessen, brintproduktionsmetoden ved hjælp af ammoniak fører kun til dannelse af brint og nitrogen.

På trods af de mange fordele ved ammoniak, der har været relativt lidt forskning i at producere højrent brint ud fra ammoniak og generere elektricitet i forbindelse med brændselsceller.

Forskerholdet på KIST udviklede et billigt membranmateriale og en katalysator til nedbrydning af ammoniak til brint og nitrogen. Ved at kombinere katalysator og membran, forskerholdet skabte en ekstraktionsanordning, der er i stand til at nedbryde ammoniak og separere rent brint på samme tid. Med den udviklede teknologi, det er muligt kontinuerligt at producere højrent brint, og det kan endda anvendes til små elproduktionsenheder ved direkte at forbinde det med brændselsceller uden yderligere brintrensningsprocesser.

Forskerholdet reducerede ammoniaknedbrydningstemperaturen væsentligt fra 550oC til 450oC, derved sænke energiforbruget og fordoble brintproduktionshastigheden i forhold til den konventionelle teknologi. Også, ved hjælp af den billige metalmembran, det var i stand til at producere mindst 99,99 % rent brint uden nogen dyre isoleringsprocesser såsom tryksvingningsadsorption (PSA).

I øjeblikket, lager- og transportrelateret infrastruktur for ammoniak er blevet kommercialiseret og brugt over hele verden til interkontinental transport. Hvis den nyudviklede teknologi fra KIST anvendes på en sådan infrastruktur, det vil hjælpe Korea med at tage et skridt tættere på brintøkonomien.

Dr. Jo Young Suk fra KIST sagde, "Vi planlægger en opfølgende undersøgelse for at udvikle en kompakt brintkraftpakke, der ikke udsender kuldioxid, baseret på den nyligt udviklede teknologi, og anvende det på mobiliteter i byer (f.eks. drone-taxier), ubemandede luftfartøjer, skibe, og andre transportformer." I mellemtiden, Yoon Chang vandt, direktøren for KIST Center for Hydrogen and Fuel Cell Research sagde, "Resultatet af denne forskning er en ammoniakbaseret brintekstraktions- og rensningsteknologi udviklet af et hold af strengt koreanske forskere, og det forventes at åbne et nyt kapitel i storstilet brintforsyning ved hjælp af ammoniak."