使用氫氣發電不會產生任何破壞氣候的排放。但儲存和運輸氫氣帶來了技術挑戰�？紤]到這一點，弗勞恩霍夫（Fraunhofer）的研究人員使用氨作為起始材料，氨是一種更容易處理的氫衍生物。氨在高溫燃料電池堆中裂解，在此過程中產生的氫轉化為電能，過程的廢熱也可以加以利用。
人們對氫及其衍生物作為能源寄予厚望。它們在德國聯邦政府國家氫戰略的能源轉型部分發揮著核心作用。氨（NH3）已被確定為具有特別高的潛力，因為氫更容易以氨的形式儲存和運輸。來自德累斯頓弗勞恩霍夫陶瓷技術與系統研究所（Fraunhofer IKTS）的Laura Nousch教授和一組研究人員開發了一種基于高溫燃料電池堆（固體氧化物燃料電池，SOFC）的演示器，該演示器可以使用氨直接高效地發電。電和熱在一個緊湊的系統中產生-沒有二氧化碳排放或其他有害的副產品。
氨變成氫，氫變成電
弗勞恩霍夫研究所（Fraunhofer）的研究員勞拉·諾施解釋了這種方法的優點：“氨在化學工業中已經使用了幾十年，例如生產肥料，所以處理這種物質有既定的和熟悉的過程。然而，它仍然需要謹慎對待。氨作為氫的載體，能量密度高，同時也相對容易儲存和運輸。氨是氣候友好型發電和熱能的理想起始材料�！�
在這個過程中，氨首先被調節并送入裂化裝置，在那里它被加熱到300攝氏度或更高的溫度。作為反應，它分解成氫（H2）和氮（N2）。當這個過程完成后，氮可以簡單地與水蒸氣一起作為無害的廢氣釋放出來。然后，氫氣被送入高溫燃料電池（SOFC）。在陶瓷電解質中，它流過陽極，而氣流流過陰極。氫分裂釋放出從陽極到陰極的電子。電流就是這樣開始流動的。除了水蒸氣，這種電化學反應還產生熱能。這些熱量被用來保持裂解爐內部的高溫，一部分作為廢熱釋放出來，能夠用于某些目的。
在設計該系統時，弗勞恩霍夫研究所的研究人員利用了他們幾十年來在陶瓷燃料電池堆方面的專業知識。該團隊能夠建造一個燃料電池演示器，在一個設備中處理將氨分解成氫并隨后從中發電的整個過程。
這種方法的效率與以天然氣為基礎的方法一樣，能夠達到60%，但不同的是，氨SOFC系統結構相對簡單且堅固。對于想要無碳排放發電但沒有連接到未來核心氫網絡的小型工業公司，或者希望向客戶提供綠色熱能的市政當局和當地公用事業公司來說，該系統是完美的。通過這種方式，即使是大型船舶也可以配備以氨/氫為基礎的環保驅動器。
定制燃料電池系統
裂化爐的溫度越高，分解成氫氣的氨就越多。反過來，在較低的溫度下，也就是略高于400攝氏度，相當一部分氨仍然存在�！叭欢覀兊臏y試表明，在高溫燃料電池中，氨分子也會完全分解成氫。這甚至可以提高系統的整體性能，”諾施說。這就為熱管理提供了多種選擇�！坝嗅槍π缘脑O計和智能熱管理與燃料電池堆的功率和尺寸等方面的其他修改相結合。因此，我們能夠為氣候友好型發電和供熱設計定制解決方案，特別是為中小型企業，”她解釋說。
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