AINA - Ammonia energy conversion and social acceptance
Ammoniakki (NH3) on hiiletön polttoainemolekyyli jossa voidaan varastoida vihreää vetyä (H2) nestemäisessä muodossa. Hiilineutraalisuustavoitteiden myötä ammoniakin käyttö esimerkiksi meriliikenteen polttoaineena tulee yleistymään.
Ammoniakkia voitaisiin hyödyntää mm 1) moottoreissa, 2) polttimissa sekä 3) polttokennoissa. Teknologiat 1-3 kaikki edellyttävät sitä, että osa (1-2) tai lähes 100% ammoniakista (3) "puretaan" takaisin vedyksi ts tarvitaan 4) ammoniakin hajoitusteknologiaa.
AINA:ssa ammoniakin käyttöä energiasovelluksissa tarkastellaan teknologioiden 1-4 kautta sekä sosiaalisen hyväksyttävyyden näkökulmasta. Ensimmäisenä haasteena NH3:n käytölle ovat mahdollisesti syntyvät kasvihuonekaasut (N20) sekä typenoksidit (NOx). Toinen haaste on ammoniakin valmistus- ja hajoitusprosessien hyötysuhde ja sekä erilaiset tekno-ekonomiset kannattavuusnäkökulmat. Kolmanneksi, NH3 käyttöön liittyy erilaisia sosiaalisen hyväksyttävyyden kysymyksiä ja ennakkokäsityksiä.
AINA:ssa teknologioita 1-4 lähestytään numeerisen mallinnuksen keinoin sekä hyödyntäen laboratoriokokeita. Numeeriset lähestymistavat liittyvät kemiallisesti reaktiivisen virtauksen 3D suurteholaskentaan ja prosessisimulointeihin teknologioissa 1-4 hyödyntäen erityisesti avoimen lähdekoodin ympäristöjä. Teollisuus tarvitsee laskentatyökaluja ja kokeellista osaamista tuotekehityksessä.
AINA:n tavoitteet ovat seuraavat. 1) Reaktiivisten NH3 ja H2/NH3 seosten ominaisuuksia ja päästöjä tarkastellaan palamis- ja polttokennosovelluksissa simuloimalla. Tarkastellaan päästöjen vähentämistä vesihöyryä hyödyntämällä. 2) Luodaan ymmärrys energiatehokkaasta vihreän ammoniakin valmistuksesta sekä hajoitusteknologiasta osana energiasovelluksia prosessisimulointien avulla. 3) Demonstroidaan ammoniakki-vesihöryseosten käyttö moottorikokein sekä ammoniakin hajoitusteknologia. 4) Tehdään sosiaalinen hyväksyttävyystarkastelu NH3:sta ja luodaan viitekehys NH3 käytölle energiasovelluksissa päätöksenteon tueksi.