Nu de wereld alternatieven zoekt voor fossiele brandstoffen om over te kunnen stappen op schonere, hernieuwbare energiebronnen, komt 'groene' ammoniak naar voren als serieuze mededinger. Ammoniak (NH3) is een kleurloos, giftig en brandbaar gas. Iedereen kent wel de prikkelende geur van ammoniak als schoonmaakmiddel. Het wordt gebruikt als koelmiddel in koelinstallaties, maar ook in de industrie, zoals bij de productie van kunstmest. In de agrarische sector ontsnapt ammoniak vaak uit stallen of komt het in de lucht terecht na bemesting.
Zo wordt groen ammoniak gemaakt
Groene ammoniak wordt gemaakt door stikstof uit de lucht te combineren met waterstof uit hernieuwbare bronnen zoals wind- of zonne-energie. Hierbij wordt een elektrolyse-installatie ingezet die waterstof onttrekt aan water en stikstof uit de lucht haalt met een luchtsplitsingsmachine. Er zijn diverse katalysatoren ontwikkeld voor dit proces. Groene ammoniak kan op verschillende manieren als brandstof worden gebruikt, onder meer in verbrandingsmotoren, brandstofcellen en zelfs als vervanging voor aardgas.
Voordelen groene ammoniak
Een van de grote voordelen van groene ammoniak is dat het gemakkelijk kan worden opgeslagen en vervoerd, waardoor het een zeer veelzijdige brandstof is. Het is ook veel schoner dan fossiele brandstoffen en veroorzaakt weinig uitstoot van broeikasgassen. De CO2-uitstoot is nul en bij verbranding komen vrijwel uitsluitend stikstof en water vrij. Nu de behoefte aan schone, hernieuwbare energiebronnen elke dag dringender wordt, is groene ammoniak zeker een technologie die het bekijken waard is als alternatieve brandstof en als opslag voor duurzame energie.
Ammoniak versus waterstof
Je hoort in het kader van de energietransitie ook veel over waterstof, maar voor opslag van waterstof is het handiger om het in vloeibare vorm te hebben omdat dit minder ruimte in beslag neemt. Dat kan alleen onder zeer hoge druk vanaf 700 bar of bij een zeer lage temperatuur van ongeveer -250 graden. Het nadeel hiervan is dat je zware, grote tanks en/of veel energie voor de koeling nodig hebt en een dikke laag isolatie om de warmte buiten en de waterstof opgeslagen te houden.
In verband met bovengenoemde nadelen kan het een goed idee zijn om van waterstof vloeibare, groene, ammoniak te maken. De benodigde druk is atmosferisch bij afkoeling tot -33,4 graden of de druk is circa 7 tot 10 bar bij kamertemperatuur. Bovendien is de energiedichtheid van ammoniak aanzienlijk hoger dan die van waterstof. Het kan dus in veel dunnere, kleinere en lichtere tanks worden opgeslagen die aanzienlijk goedkoper zijn.
Wel goed beveiligen
Welke kant het ook opgaat met groene ammoniak, net als bij andere gassen kun je ook hier niet om de beveiliging heen. Als mensen in korte tijd veel ammoniak inademen, kan het de slijmvliezen en ademhalingsorganen aantasten of de ogen zeer sterk irriteren. In de buitenlucht is de ammoniakconcentratie bijna nooit zo hoog dat je er last van hebt, maar in de lucht kan ammoniak samen met stikstof- en zwaveloxiden wel worden omgezet in fijnstof. En fijnstof is schadelijk voor de gezondheid. Redenen genoeg om de productie van ammoniak, processen waarbij ammoniak wordt gebruik en transport van ammoniak goed te beveiligen met gasdetectoren.
Welke kant het ook opgaat met groene ammoniak, net als bij andere gassen kun je ook hier niet om de beveiliging heen.
Kies de juiste sensor
Gifitige dampen als ammoniak worden veelal gemeten met een elektrochemische of halfgeleidersensor. De hoeveelheid gas die in de lucht aanwezig mag zijn, wordt gemeten in TTG (Tijd gewogen gemiddelde) van MAC (maximaal aanvaardbare concentratie). Dit is de gemiddelde concentratie gedurende een bepaalde tijd, waarop deze waarde niet overschreden mag worden. De keuze van de juiste sensor is belangrijk. Een verkeerde sensor kan vergiftigen. Ammoniak (NH3) is een toxisch en brandbaar gas. De LEL (lower explosion limit) van NH3 is 15 vol% (1 vol% gas komt overeen met 10.000 ppm, dus 15 vol% is 150.000 ppm. De grenswaarde van NH3 is 20 ppm. Ammoniak is dus veel sneller toxisch dan brandbaar. In de industrie wordt meestal een specifieke elektrochemische NH3-sensor gebruikt voor detectie van ammoniak.
Afhankelijk van de applicatie zijn er uiteenlopende gasdetectoren voor giftige gassen zoals ammoniak beschikbaar. Voor het detecteren van geur- en stankoverlast door o.a. ammoniak zijn er multi-gasdetectiesystemen die gassen detecteren die stankoverlast kunnen veroorzaken.
