Norsk English
Artikkel

Ammoniakk

Ammoniakk har tradisjonelt blitt brukt primært til fremstilling av kunstgjødsel, men blir i økende grad løftet fram som et lovende nullutslippsdrivstoff som kan bidra til dekarbonisering av skipsfartsindustrien. SINTEF forsker på ammoniakk langs hele verdikjeden, fra produksjon til bruk om bord på skip, og kan bistå både privat næringsliv og offentlig sektor med teknologiutvikling og markedsanalyser.

Ammoniakk vurderes som et lovende nullutslippsdrivstoff som kan supplere hydrogen og batterier, spesielt for skip som skal tilbakelegge store distanser eller har begrenset lagringskapasitet for drivstoff. Dette fordi ammoniakk kan lagres flytende ved moderat trykk og temperatur samtidig som det tar opp halvparten av volumet til flytende hydrogen.

For at ammoniakk virkelig kan regnes som et nullutslippsdrivstoff må det produseres enten med fornybar elektrisitet («grønn ammoniakk») eller med bruk av karbonfangst og -lagring («blå ammoniakk»)

I SINTEF jobber vi med å utvikle nye løsninger for produksjon og bruk av ammoniakk som drivstoff samt forsker på miljøpåvirkning av ammoniakkutslipp til atmosfæren og marine omgivelser. Testing av brenselceller, membraner og ulike komponenter i NH3-holdige atmosfærer gjøres i dedikert NH3 testlab i Oslo. Katalysatorer for syntese og termokjemisk dekomponering (cracking) av ammoniakk studeres i gasskonverteringslaboratoriene i Trondheim.

Vi arbeider innen disse områdene:

  • Produksjon av ammoniakk
    • Ammoniakksyntese ved lave trykk og temperaturer
    • Sorbenter for ammoniakk-separasjon i kombinasjon med ammoniakk syntese
    • Alternativer til Haber-Bosch (direkte elektrokjemisk produksjon av ammoniakk)
  • Ammoniakk som drivstoff i brenselsceller, forbrenningsmotorer og gassturbiner
    • Evaluering av brenselceller (SOFC, PCFC, PEMFC) med ammoniakk som drivstoff eller urenhet (virkningsgrad, levetid og degraderingsmekanismer)
    • Forbrenning av ammoniakk i motorer og gassturbiner
    • Katalysatorer for fjerning av NH3 slip nedstrøms for NOx-fjerningsenheter (SRC – selective catalytic reduction)
  • Ammoniakk som kilde til hydrogen og reaktant i salpetersyreproduksjon
    • Katalysatorer for ammoniakkdekomponering
    • Metalliske (palladium)-baserte og keramiske membraner for hydrogenseparasjon
    • Rekonstruksjon og tap av edelmetallnett brukt som katalysator for NH3 oksidering under salpetersyreproduksjon
  • Prosessintegrering
    • Optimalisering av energivirkningsgrad på systemnivå og integrering av systemkomponenter (brenselceller, reaktorer, motorer, turbiner etc.)
  • Miljøpåvirkning
    • Grenseverdier for giftighet av NH3 og andre hydrogenbærere på marine organismer
    • Numeriske modeller for å simulere uhellsutslipp og beregne risiko for miljøeffekter
    • Tiltak for begrensning av miljøskader
    • Klimagassutslipp og andre miljøaspekter ved produksjon og bruk av ammoniakk
    • Kjemiske prosesser og materialer for fjerning av NOx under forbrenning av ammoniakk og fjerning av overflødig NH3 fra deNOx anlegg (SRC)

Typiske oppdrag for oss er:

  • Verdikjede-, klimagassutslipp-, miljøpåvirkning- og teknoøkonomiske analyser av hele ammoniakkverdikjeden (produksjon, transport, bunkring, bruk som drivstoff) som grunnlag for beslutningsstøtte
  • Konseptstudier og teknologievaluering om bruk av ammoniakk som drivstoff på fartøy:
    • Beregning av drivstofforbruk og dimensjonering av brenselceller og andre komponenter
    • Vurdering av generalarrangement av ammoniakkdrevne skip (f.eks. plassering av drivstofftanker og brenselceller)
  • Karakterisering av brenselceller og -komponenter i NH3-holdig atmosfære for å evaluere ytelse, levetid og degraderingsmekanismer
  • Kinetikk-studier av katalysatorer og sorbenter
  • Modellere forbrenning av ammoniakk i motorer og gassturbiner
  • Materialutvikling av katalysatorer for produksjon, bruk og dekomponering av ammoniakk, membraner for hydrogenseparasjon fra ammoniakk-holdig atmosfære og belegg for beskyttelse av stål
  • Sikkerhetsanalyse i forbindelse med lagring og bunkring av ammoniakk og bruk som drivstoff (f.eks. simulering av dispersjon ved lekkasjer)

Hvem gjør vi dette for:

  • Energi- og teknologiselskaper
  • Sluttbrukere innen maritim næring (f.eks. skipsverft, rederier)
  • Ammoniakkprodusenter
  • Produsenter av brenselceller, forbrenningsmotorer og gassturbiner
  • Beslutningstakere innen offentlig sektor

Relevante prosjekt:

Utforsk fagområdene

Kontaktpersoner