AFLOAT - Ammonia Fuelled Combustion for Marine Applications - Milepæle og resultater

Første milepæl: Systemdesign og risikovurdering

Der er gennemført systemdesign og risikovurdering med henblik på at sikre stabile og pålidelige driftsbetingelser for systemet. Arbejdet er særligt rettet mod de forestående tests i Test- og Træningscenteret ved Alfa Laval Aalborg, men har samtidig til formål at skabe et erfaringsgrundlag, såfremt teknologien på sigt opnår kommerciel anvendelse i den globale flåde. 

Ny katalysator leverer effektiv brint fra ammoniak – også ved lav temperatur 

I AFLOAT er der udviklet en helt ny kobolt-baseret katalysator, der er tilsat barium, til spaltning af ammoniak til brint. Det særlige ved denne katalysator er, at den giver et højt brintudbytte allerede ved lave temperaturer (f.eks. 450 °C), hvilket gør spaltningsprocessen både nemmere og mindre energikrævende. Katalysatoren matcher effektiviteten fra nogle af de dyreste katalysatorer på markedet, som normalt er fremstillet af sjældne metaller som ruthenium.

Læs mere i Energy & Environmental Science

Katalysatoren forbliver aktiv, selv når der er vand til stede

I praksis indeholder ammoniak ofte små mængder vand, hvilket typisk kan hæmme katalysatorens ydeevne. Work Package 2 har testet den nye kobolt-baserede katalysator under disse forhold og fundet, at den forbliver meget aktiv – i modsætning til de fleste gængse brugte katalysatorer, som bliver markant forringet. Denne vandtolerance er en stor fordel for praktisk brintproduktion, da det betyder færre rensetrin, lavere omkostninger og mindre kompleksitet. Resultaterne viser, at katalysatoren ikke kun er effektiv, men også robust og klar til anvendelse i virkelige systemer. 

Crackerteknologi på 1kW skala leverer lovende resultater

AFLOAT-projektet har med stor succes testet første generation ammoniak-crackere på 1 kW skala ved hjælp af etableret teknologi leveret af Alfa Laval og modificeret i samarbejde med DTI. Disse enheder anvender kommercielt tilgængelige ruthenium-baserede katalysatorer til at spalte ammoniak til brint og nitrogen ved høje temperaturer. Testresultaterne viser høj konvertering ydeevne med op til 97% konvertering af ammoniak på laboratorieskala. Prototypen er blevet systematisk evalueret på tværs af forskellige driftsparametre for at optimere ydeevnen og etablere baseline-data til fremtidig udvikling. 

Denne succesfulde 1 kW skala test repræsenterer en afgørende milepæl, der giver væsentlig driftserfaring og data til benchmarking. Resultaterne med konventionelle ruthenium-katalysatorer vil tjene som referencepunkt for at evaluere de forventede forbedringer fra projektets innovative kobolt-baserede katalysator i næste generations designs 

Synergien mellem Alfa Lavals industrielle ekspertise og DTI’s tekniske modificeringer af allerede etablerede løsninger har været afgørende for at opnå disse lovende målinger og etablerer et solidt fundament for at integrere den nye katalysatorteknologi, der er udviklet af DTU Fysik. 

Lovende resultater for stabil og ren ammoniakforbrænding

Vores motortests har vist, at ammoniak – tilsat en mindre mængde brint og med kun lidt pilotbrændstof – kan bruges effektivt i high-speed motorer. Vi kan opnå stabile forbrændingsforhold over et bredt effektområde og med gode virkningsgrader. Testene dokumenterer, at lave emissioner af både NOx, ammoniak og lattergas (N₂O) bedst opnås, når forbrændingen ligger tæt på det støkiometriske område. Det giver et stærkt grundlag for effektiv efterbehandling og viser, at teknologien kan blive et reelt grønt alternativ til dieseldrift.