Forschung zu BZ-Schiffsantrieb auf Basis von Ammoniak

Im Projekt ShipFC entwickelt das Fraunhofer-Institut gemeinsam mit 13 europäischen Verbundpartnern die weltweit erste Brennstoffzelle auf Basis von Ammoniak für Schiffe. Ammoniak ist hauptsächlich als Düngemittel bekannt, tauge aber auch als hochwertiger Energieträger, teilt das Institut mit.

Das Fraunhofer-Institut für Mikrotechnik und Mikrosysteme IMM in Mainz bezeichnet den Ansatz als vielversprechende weitere Möglichkeit innerhalb der Brennstoffzellen-Technologie. Als Treibstoff für elektrische Schiffsmotoren sei Ammoniak ebenso „grün“ wie Wasserstoff, dabei aber weniger gefährlich und einfacher in der Handhabung. Konkret wird Ammoniak im Spaltreaktor zu Stickstoff und Wasserstoff gespalten. Letzterer verbrennt in der Brennstoffzelle, dabei wird Strom erzeugt. Ein Katalysator, für dessen Entwicklung die Fraunhofer-Forscher zuständig sind, sorgt dafür, dass keine schädlichen Stickoxide entstehen. Übrig bleiben nur Wasser und Stickstoff.

Einen ersten kleinen Prototyp des Katalysators will das Team am Fraunhofer-Institut gegen Ende 2021 fertigstellen. Ende 2022 soll ein Prototyp in der endgültigen Größe fertig sein. In der zweiten Jahreshälfte 2023 soll dann das erste Schiff mit der Ammoniak-basierten Brennstoffzelle in See stechen: das Versorgungsschiff Viking Energy der norwegischen Reederei Eidesvik. Danach sollen nach Angaben der Mainzer weitere Schiffstypen wie etwa Frachtschiffe mit der Antriebstechnologie ausgestattet werden.

Die Europäische Union unterstützt ShipFC mit 10 Millionen Euro. Die Koordination des Projekts liegt bei der Organisation NCE Maritime CleanTech aus Norwegen. Laut Prof. Dr. Gunther Kolb, Bereichsleiter Energie sowie stellvertretender Institutsleiter am Fraunhofer IMM, hat Ammoniak gegenüber Wasserstoff einige deutliche Vorteile: „Wasserstoff muss als Flüssigkeit bei -253 Grad Celsius oder komprimiert als Gas bei Drücken um 700 bar gespeichert werden. Ammoniak begnügt sich als Flüssigkeit mit moderaten -33 Grad Celsius bei Normaldruck und +20 Grad Celsius bei 9 bar. Das macht die Lagerung und den Transport dieses Energieträgers deutlich leichter und unkomplizierter.“ Grundsätzlich sehe er Ammoniak aber nicht als direkten Konkurrenten zu Wasserstoff, sondern als zusätzliche Option im Spektrum der nachhaltigen Energien, so Kolb. „Wegen der Vorteile bei der Speicherung wird diese umweltfreundliche Technik für die Stromerzeugung sicher ihren Platz finden. Der Einsatz bei Schiffen ist hier erst der Anfang.“
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