Noch ist es Zukunftsmusik, aber vielleicht können Landwirte in einigen Jahren ihren Stickstoffdünger selbst direkt auf dem Acker produzieren, und das auch noch völlig nachhaltig.
Olivier Ruprecht
Sollte es gelingen, die neuartige Methode für den grosstechnischen Einsatz weiterzuentwickeln, könnte das bislang für die synthetische Produktion von Stickstoffdünger verwendete Haber-Bosch-Verfahren früher oder später überflüssig werden.
Wasserdampf
Das Haber-Bosch-Verfahren läuft mit hohen Drücken und Temperaturen. Nach Angaben der Forscher-Teams beansprucht es rund 2% der weltweiten Energie und trägt 1% zu den jährlichen Kohlendioxidemissionen bei, da es auf Erdgas angewiesen ist. Das Stanford-Dharan-Team geht nun einen völlig anderen Weg. Im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden arbeitet die neue Technik bei Raumtemperatur und normalem Atmosphärendruck, sodass keine externe Spannungsquelle an das Katalyse-Netz angeschlossen werden muss.
Gewonnen wir das Ammoniak aus Wasserdampf. Dazu wird die Umgebungsluft durch ein mit Katalysatoren beschichtetes Netz geleitet, um die notwendige Reaktion zu erleichtern. Dafür reicht die natürliche Luftbewegung aus. Als das geeignetste Katalysatormaterial erwies sich eine Mischung aus Eisenoxid und einem sauren Polymer mit Fluor und Schwefel. Die Wissenschaftler konnten nach eigenen Angaben genügend Ammoniak mit einer ausreichend hohen Konzentration produzieren, um es als Dünger in Gewächshäusern zu verwenden.
Bald Marktreife
«Dieser Ansatz reduziert den Kohlenstoff-Fussabdruck der Ammoniakproduktion erheblich», so die Forscher. Sie gehen davon aus, schon in zwei bis drei Jahren die Marktreife zu erreichen. In der Zwischenzeit wollen sie immer grössere Maschensysteme verwenden, um mehr Ammoniak zu produzieren.
Die Bedeutung von Ammoniak geht den Wissenschaftlern zufolge jedoch über Düngemittel hinaus. Aufgrund seiner höheren Energiedichte könne er beispielsweise erneuerbare Energien effizienter speichern und transportieren als Wasserstoffgas.
