Ammoniak als brandstof, het is geen nieuw idee, maar tot nu toe werden brandstofcellen met ammoniak niet als haalbaar alternatief voor bijvoorbeeld waterstof beschouwd omdat de energiedichtheid te laag is. Onderzoekers van de University of Delaware hebben een deel van dat probleem opgelost.
‘Een brandstof op basis van een stikstofverbinding is goedkoper in opslag en vervoer dan waterstof en, net als waterstof, heeft zo’n brandstof geen last van CO2-uitstoot’, zegt Brian Setzler, een van de schrijvers van het artikel in het tijdschrift Joule.
Een van de uitdagingen waar het onderzoeksteam mee te maken had, is dat ammoniak niet werkt met het type membraan dat in waterstofbrandstofcellen wordt gebruikt. Daarnaast is het lastiger om ammoniak te oxideren dan waterstof, het proces waarbij waterstof samen met het in de lucht aanwezige zuurstof water wordt. Het team wist het eerste probleem op te lossen door de HEMFC-brandstofcel te gebruiken.
Met dit andere soort membraan wisten de onderzoekers de capaciteit van de brandstofcel op ammoniak op te schroeven, tot een maximum van 135 milliwatt per vierkante centimeter, waardoor de prestaties van een brandstofcel op ammoniak een stuk dichter in de buurt komen van die van waterstof. Neem daarbij mee dat het goedkoper is om brandstofcellen voor ammoniak te ontwikkelen, maakt dat het de laagste zogenaamde ‘bron-tot-tank’-ratio heeft.
Andere brandstoffen
In het onderzoek werden ook andere non-koolstofbrandstoffen meegenomen, namelijk waterstof en methanol, ook wel brandalcohol in de volksmond. Daarmee hebben de onderzoekers aangetoond dat het gebruik van ammoniak in brandstofcellen weldegelijk een interessant alternatief kan vormen voor bijvoorbeeld waterstof.
Het idee om ammoniak als brandstof voor brandstofcellen te gebruiken, bestaat al langer. De eerste motoren op ammoniak stammen al uit 1935. Ook zijn er al langer plannen om ammoniak te gaan gebruiken voor scheepsmotoren, zoals ontwerpbureau C-Job Naval Architects in 2017 al meldde.
Je zou zelfs gewoon urine kunnen gebruiken, zoals een proefopstelling op een festival in Glastonbury liet zien.
Voor dit onderzoek naar brandstofcellen kregen de onderzoekers 2,5 miljoen dollar van het ‘Refuel’-programma van ARPA Energy in de Verenigde Staten.
