Vejen til nul-emissions fremtid kræver ny form for ammoniakproduktion

Med en bevilling på ca. 21 mio. kr. (EUR 2,8 mio.) fra EU’s rammeprogram for forskning og innovation, Horizon 2020, skal et forskningsteam fra Institut for Bio- og Kemiteknologi, Aarhus Universitet, nu lede et globalt samarbejde, der sigter på at udvikle nye teknologier til produktion af grøn ammoniak.

Ammoniak er i dag volumenmæssigt blandt de ti vigtigste kemikalier, der produceres i verden. Stoffet benyttes primært til fabrikation af kunstgødning til moderne landbrug, men kan også tænkes som en mulighed for at reducere CO2-udledningen fra andre industrier, herunder eksempelvis den marine sektor.

Men produktion af ammoniak er i dag langt fra bæredygtig. Den primære måde at producere de årligt omkring 235 mio. tons ammoniak, der benyttes verden over, er via den såkaldte Haber-Bosch-proces, der blev opfundet for over 100 år siden.

Produktionen koster 1,4 pct. af hele verdens energiforbrug og udleder årligtca. 450 mio. tons kuldioxid - omkring 1 pct. af alle menneskeskabte CO₂-emissioner og mere end nogen anden industriel kemisk produktion.

”Det vil vi gerne gøre noget ved, og med projektet vil vi derfor se på fordelene ved at producere klimaneutral, grøn ammoniak fra kvælstof og vand i skalerbare reaktionsteknologier til en decentral, lokal produktion. Vi tager udgangspunkt i tre forskellige nye teknologier i dette projekt, hvor den ene er en opgradering af den eksisterende Haber-Bosch-reaktor,” siger adjunkt og ekspert i ammoniak-teknologier Emil Drazevic, der leder projektet, som går under navnet ORACLE.

De tre teknologier til grøn ammoniakproduktion, som Emil Drazevic og hans team af forskere vil analysere og udvikle på i projektet, er (A) en Haber-Bosch reaktor baseret på varme fra elektromagnetisk induktion i stedet for forbrændingsvarme, som benyttes i dag, (B) et plasma-assisteret elektrokatalytisk koncept, og (C) et elektro-katalytisk koncept, der benytter en særlig katalysator til at katalysere ammoniak fra kvælstof og vand ved stuetemperaturer.

”Sidstnævnte skal fungere som en slags brændselscelle, hvor man smider vand og kvælstof ind i den ene ende og får ilt og ammoniak ud i den anden. Brændselscellen kræver kun energi i form af elektricitet fra vedvarende kilder. Forinden dette projekt har vi lavet en meget stor gennemgang af egnede katalysatorer til opgaven, og det har virkelig været en øjenåbner. Vores japanske partnere i projektet er eksperter i vandoxiderende katalysatorer, og vi er meget glade for nu at have sammensat det rigtige team og have fået en bevilling, der betyder, at vi kan komme i gang med projektet. Jeg tror, at vi ender med at finde en god og sikker teknologi til produktion af ammoniak i lokal skala,” siger Emil Drazevic.

ORACLE-projektet (Novel Routes and Catalysts for Synthesis of Ammonia as Alternative Renewable Fuel) starter officielt den 1. maj 2021, og har i alt otte partnere, der består af to japanske og tre europæiske organisationer og deres industrielle partnere.

Projektets samarbejdspartnere er: Aarhus Universitet (koordinator), Institute for Fundamental Energy Research i Holland, Jožef Stefan Institute i Slovenien, Flemish Institute for Technological Research i Belgien, Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology og National Institute of Advanced Industrial Science and Technology i Japan samt virksomhederne Cat2Cat (Holland) og Casale (Schweiz).

Projektet løber i tre år.