Saubere Energie aus Ammoniak dank Ruthenium

Forschende der University of Wisconsin-Madison haben einen neuen Weg entdeckt, auf umweltfreundliche Weise Energie aus Ammoniak zu gewinnen. Das Platinmetall Ruthenium spielt dabei eine zentrale Rolle.

Schon seit 150 Jahren wird Ammoniak als Brennstoff genutzt. In Form von grünem Ammoniak, das auf erneuerbaren Energien basiert, zählt das Gas zu den Hoffnungsträgern für eine klimaneutrale Wirtschaft. Es könnte ebenso als CO₂-freier Kraftstoff, zum Beispiel für die Schifffahrt, genutzt werden, wie auch als Transportmedium für grünen Wasserstoff. Als wichtiges Puzzleteil auf dem Weg dahin könnte sich die Entdeckung einer Forschungsgruppe der University of Wisconsin-Madison in den USA herausstellen.

Die Chemiker fanden heraus, dass die Zugabe von Ammoniak in einen Katalysator, der das Platingruppenmetall Ruthenium enthält, spontan Stickstoff erzeugt und Energie freisetzt. „Wir haben chemische Verbindungen entdeckt, die die Umwandlung von Ammoniak in Stickstoff katalysieren; bei Raumtemperatur, ohne angelegte Spannung oder zusätzliche Chemikalien“ [Übersetzung Rohstoff.net], erklärt Christian Wallen, einer der beteiligten Wissenschaftler. In einer Brennstoffzelle, in der Ammoniak und Ruthenium an einer Elektrodenoberfläche reagieren, könne auf diese Weise sauberer Strom erzeugt werden, so die Ansicht der Forscher. Ein Katalysator sei nicht erforderlich. Bisherige Ammoniak-Brennstoffzellen benötigen zusätzliche Energie, etwa durch die Aufspaltung von Ammoniak in Stickstoff und Wasserstoff.

Das neue Verfahren habe noch weitere Vorteile: Giftige Schadstoffe oder klimaschädliches Kohlendioxid fielen nicht an und die Metallkomponenten könnten durch Einwirkung von Sauerstoff recycelt und wiederholt genutzt werden.

Die Gruppe veröffentlichte die Ergebnisse ihrer Arbeit, die vom US-Energieministerium unterstützt wurde, in Nature Chemistry. Von der Wisconsin Alumni Research Foundation hat die Technologie außerdem ein vorläufiges Patent erhalten. Das Verfahren könnte dazu beitragen, eine kohlenstofffreie Kraftstoffwirtschaft zu erreichen, sagt Michael Trenerry, einer der Autoren. Es sei jedoch nur ein Teil des Puzzles. Noch gelte es Herausforderungen zu bewältigen. So möchte die Forschungsgruppe als nächstes an der Konstruktion einer Brennstoffzelle arbeiten, die die Vorteile der neuen Entdeckung nutzen kann. Ebenso sollen umweltfreundliche Wege gesucht werden, um die benötigten Ausgangsstoffe wie Ammoniak herzustellen.

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