Het kraken van Amoniak
Enige jaren geleden kwam ik een Australie een geconcentreerd zonlicht project tegen waar ze door middel van de opgewekte warmte en een nikkel catalysator ammoniak (NH3) uiteen lieten vallen in N2 en H2, om exact te zijn:
Een reversibele reactie
De warmte wordt zo opgeslagen via de endothermische reactie. Het proces is behoorlijk efficient zoals hieronder te zien is. De gassen die ontstaan kunnen via een normale gasleiding vervoerd worden omdat de omgekeerde reactie niet spontaan optreedt.
In experimenten werd gekenen hoe efficient (bij een stabiele temperatuur van 593 Graden Celsius) de ontvangen zonnewarmte opgeslagen in de reactie componenten. Het resultaat 59%, en dat met een eenvoudig gesloten systeem zoder dure componenten (er zijn betere catalysten, maar goed).
De voordelen zijn:
- Een hoge energie densiteit, in termen van energie en massa
- De reacties zijn makkelijk onder controle te houden of om te keren. Er zijn geen ongewenste nevenreacties
- Alle gebruikte stoffen zijn milieu vriendelijk.
- Er is grote ervaring met de omgang met ammoniak, en de gebruikte materialen zijn bekend.
- De temperatuur van de zonneschotels hoeft niet hoog te zijn, 400 tot 500 graden. Dit betekend dat de materialen en het ontwerp minder ingewikkeld kan zijn.
- De reactie componenten worden in vloeibare fase getransporteerd, en zonder energie verlies (afgezien van transport energie). Dit is een belangrijk voordeel ten opzichte van het transporteren van warmte.
- De chemicalien aan beide zijden van de reactie scheiden zich bij normale temperatuur automatisch. Amoniak is vloeibaar, H2 en N2 zijn gas.
- De componenten kunnen door gasleidingen vervoerd worden, dus de bestaande infrastructuur voor methaan kan worden benut.
Slapende industrie
Het kraken van Amoniak niks bijzonders, het gebeurt bijvoorbeeld om H2 te maken in de staal industrie.Zoals wel vaker gebruikt de industrie een proces in één sector terwijl het het nog lijkt te moeten uitvinden in een andere sector.
Industriele amoniak kraker
De resynthese van amoniak
De omgekeerde reactie of de resynthese van amoniak gebeurt via het zogenaamde Haber proces, wel bekend van de productie van kunstmest.
“The formation of ammonia is an exothermic reaction with
considerable release of heat”
De reactie voorloopt goed richting amoniak omdat de aanzienlijke vrijkomende warmte de reactie versnelt en er een drukverlaging plaatsvind (gassen verdwijnen).
Wie pakt dit op? Of is er een ban op amoniak, omdat het zo’n veelzijdige stof is die volledig schoon brand en we liever klagen over het gebrek aan energie opslag opties?