Ammoniak bald unter Erdoberfläche produziert
Innovative Technik von MIT-Wissenschaftlern kommt mit verschwindend wenig Energie aus
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Ammoniak: Produktion findet künftig womöglich im Untergrund statt (Illustration: mit.edu) |
Cambridge (pte022/23.01.2025/11:30)
Die Ammoniakfabrik der Zukunft befindet sich laut Forschern um Iwnetim Abate vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) ein paar 100 Meter unterhalb der Erdoberfläche - dort, wo der glühende Erdkern das Gestein auf eine Temperatur von einigen 100 Grad Celsius aufheizt. Das Gestein muss aus Olivin bestehen, einem eisen- und magnesiumhaltigem Erz. Dieses ist der Hauptbestandteil der oberen Erdkruste. Durch ein Bohrloch wird Wasser in diesen Bereich gepumpt, das mit Stickstoff angereichert ist, eines der beiden Elemente, aus denen Ammoniak besteht. Das Wasser oxidiert das Eisen und der freiwerdende Wasserstoff verbindet sich mit dem Stickstoff zu Ammoniak.
Umgebungswärme nützlich
Die nötige Energie liefern den MIT-Experten nach die Umgebungswärme und der Druck, der in der Tiefe herrscht. Das Verfahren kommt also mit sehr wenig Fremdenergie aus, im Gegensatz zur oberirdischen Herstellung des Gases, das Ausgangsmaterial für Stickstoffdünger ist. Außerdem wird es wohl als Transportmittel für grünen Wasserstoff und als umweltneutraler Brennstoff für Motoren von Land- und Schienenfahrzeugen sowie Schiffen dienen. Die heutige Ammoniakproduktion ist für rund zwei Prozent der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich.
Um ihre Idee der "Erdfabrik" zu testen, haben die Forscher ein Gestein-Wasser-Reaktionssystem entwickelt, das die unterirdische Umgebung der Erde nachahmt. Die Wissenschaftler setzen synthetische eisenhaltige Mineralien stickstoffhaltigem Wasser aus, wodurch eine chemische Reaktion ausgelöst wird, die das Gestein oxidiert und "geologisches Ammoniak" erzeugt, wie das Team sein Produkt nennt.
Immenser Olivin-Verbrauch
Die Forscher haben in einem weiteren Schritt das synthetische Mineral gegen Olivin ausgetauscht, um näher an die unterirdische Realität heranzukommen. Bei einer Temperatur von 300 Grad Celsius produziert sie 1,8 Kilogramm Ammoniak pro Tonne Olivin. Angesichts der Häufigkeit dieses Erzes in der Erdkruste könnte diese Methode, wenn sie einmal tatsächlich in der Tiefe der Erde stattfindet, den Ammoniakbedarf der Welt für Millionen Jahre decken. Die Kosten sollen 55 US-Cent pro Kilogramm betragen. Der heutige Marktpreis liegt bei 40 bis 80 US-Cent.
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