Waterstof gemaakt van ammoniak: Groene brandstof is gemakkelijker om te zetten dan verwacht

Ammoniak is een van de meest veelbelovende kandidaten om de opslag en het transport van waterstof te vereenvoudigen. In tegenstelling tot waterstofgas (H₂) hoeft ammoniak (NH₃) niet gekoeld en onder druk gezet te worden om vloeibaar te worden. Het heeft ook geen speciale legeringen nodig, omdat kleine waterstofmoleculen zelfs door massieve metalen kunnen dringen.

Hoewel ammoniak, dat een stikstofatoom bevat dat gebonden is aan drie waterstofatomen, niet geheel ongevaarlijk is, gelden er strikte limieten voor de concentratie ervan in de lucht die we inademen. Hoge concentraties kunnen irritatie veroorzaken, en hoewel ammoniak moeilijk te ontsteken is, kan het onder bepaalde omstandigheden explosieve mengsels vormen.

Dit gezegd hebbende, worden grote hoeveelheden ammoniak al meer dan 100 jaar veilig opgeslagen en vervoerd. Dit maakt het een van de beste opties voor de opslag van vluchtige waterstof. De hogere dichtheid van ammoniak betekent zelfs dat het meer energie per liter bevat dan waterstof. Overtollige elektriciteit uit hernieuwbare bronnen kan efficiënt worden opgeslagen als ammoniak en later worden gebruikt. Maar om ammoniak te gebruiken in brandstofcellen of zelfs waterstofvliegtuigenmoet er een efficiëntere en energiezuinigere manier worden gevonden om het weer in waterstof om te zetten.

Daarom heeft de Universiteit van Nottingham nu een opmerkelijke katalysator voor precies dit doel onthuld. Het is vooral uniek omdat de efficiëntie in de loop van de tijd verbetert door structurele veranderingen die optreden nadat de katalysator is geproduceerd.

Onder een elektronenmicroscoop ontdekten onderzoekers dat het zeldzame element ruthenium, dat magnetisch werd afgezet op een grafietlaag, na verloop van tijd geleidelijk piramidevormige structuren vormde. Deze nieuwe structuur maakt de omzetting van ammoniak in waterstof bij elke cyclus efficiënter.

Dit is een belangrijke stap in de richting van het verbeteren van de efficiëntie van waterstofopslag en, als gevolg daarvan, energieopslag in het algemeen. Het illustreert ook een efficiëntere manier om zeldzame elementen zoals ruthenium te gebruiken.