Jak latać i nie emitować gigantycznych ilości gazów cieplarnianych? Nieustannie powraca kwestia zastosowania amoniaku jako jednego z paliw wodorowych. Specjaliści wymieniają wiele zalet tego związku chemicznego, które czynią go atrakcyjną alternatywą dla czystego wodoru. Czy silniki odrzutowe napędzane ciekłym amoniakiem zrewolucjonizują lotnictwo?

Wodór z amoniaku

Amoniak (NH3) jest wytwarzany przez łączenie wodoru z azotem z powietrza. Konwencjonalna metoda otrzymywania amoniaku Haber-Bosch jest energochłonnym procesem. Dlatego coraz więcej inżynierów testuje “zielone” metody produkcji amoniaku, które mogą rozwiązać problem magazynowania i transportu energii wodorowej. 

Amoniak jest tradycyjnie stosowany na dużą skalę w przemyśle nawozowym, służy też do produkcji  urządzeń chłodniczych. Niestety produkcja amoniaku konwencjonalną metodą Haber-Bosch pozostawia znaczny ślad węglowy (korzysta z paliw kopalnych). Dlatego naukowcy szukają sposobu na uczynienie jej neutralną dla środowiska z zastosowaniem OZE.

Wiele ośrodków badawczych i inżynierów analizuje, jak wykorzystać amoniak jako formę przechowywania i transportu wodoru lub jako alternatywnego paliwa transportowego. Jeżeli produkcja wodoru miałaby być zeroemisyjna i wykorzystywana jako alternatywa dla paliw konwencjonalnych, konieczne jest zwiększenie udziału energii odnawialnej. 

Pierwszy na świecie statek na amoniak już w przyszłym roku. Zielona rewolucja w transporcie?

Problem magazynowania wodoru

Tzw. zielony wodór, czyli ten spełniający kryteria ekologiczne, wymaga jeszcze dopracowania odpowiednich form przechowywania oraz obniżenia cen produkcji i transportu. Amoniak, użyty jako nośnik pośredni rozwiązuje problem magazynowania wodoru. Amoniak, który skrapla się w temp. -33°C (a wodór aż w -253°C), zajmuje o połowę mniej miejsca niż wodór. 

– Wodór jest bardzo lekki, więc do jego magazynowania potrzeba wiele miejsca. W przeciwnym razie należy go skompresować lub upłynnić – mówi współautorka badań nad pozyskiwaniem amoniaku z powietrza, profesor Rose Amal.

Dowiedz się więcej o tej metodzie: 

Zeroemisyjny sposób wytwarzania amoniaku. Może zmienić oblicze rolnictwa i gospodarki wodorowej

Wodór jak paliwo samolotowe

Fitma Aviation H2, specjalizująca się bezemisyjnym lotnictwie wodorowym, zaprojektowała samolot wodorowy, który korzysta także z ciekłego amoniaku. Gdy jest używany w komorze spalania, turbowentylator może wytwarzać taką samą siłę ciągu, jak tradycyjne źródła paliwa. Ciekły amoniak zawiera 11,5 megadżuli energii na litr, w porównaniu z 8,5 MJ/l ciekłego wodoru i 4,5 MJ/l sprężonego wodoru przy 690 barach i 15°C.

Waga zmagazynowanego ciekłego amoniaku jest znacznie mniejsza niż wodoru i może być utrzymywana przy znacznie niższym ciśnieniu w zbiorniku niż w przypadku wodoru.

Emisje z tlenków azotu

A co z emisjami pochodzącymi ze spalania amoniaku w powietrzu? Proces jest związany ze znaczną emisją nieorganicznych związków chemicznych z grupy tlenków azotu – NO, NO2 i N2O, z których dwa pierwsze to pośrednie gazy cieplarniane. N2O jest 298 razy silniejszym gazem cieplarnianym niż CO2. Czytaj więcej o emisjach tlenku azotu.

Australijska firma Aviation H2 sugeruje, że dodanie czystego amoniaku na odpowiednim etapie procesu zmniejszy emisje NOx, zamieniając przynajmniej część podtlenków azotu w azot i wodę. Spalaniu ulegnie wodór, a nie amoniak. Ponadto firma proponuje metodę modyfikacji istniejących już samolotów, aby te latały na paliwie bezemisyjnym.

W styczniu 2021 roku NASA przyznało 10 mln dolarów dofinansowania dla naukowców z University of Central Florida na opracowanie silników odrzutowych napędzanych amoniakiem. Nad stworzeniem samolotu pracował także Boeing.

źródło: rachargenews.com, aviationh2.com.au

Artykuł stanowi utwór w rozumieniu Ustawy 4 lutego 1994 r. o prawie autorskim i prawach pokrewnych. Wszelkie prawa autorskie przysługują swiatoze.pl. Dalsze rozpowszechnianie utworu możliwe tylko za zgodą redakcji.