Für die erfolgreiche Energiewende werden viele neue Brennstoffe und Energiespeicher benötigt. Ammoniak ist ein hervorragender Kandidat um als kohlenstofffreier Brennstoff und als chemischer Wasserstoffspeicher verwendet zur werden, da er leicht verflüssigt werden kann und eine doppelt so hohe Energiedichte wie flüssiger Wasserstoff hat. Außerdem ist die Transportinfrastruktur für Ammoniak bereits auf der gesamten Welt vorhanden.

Das aktuelle Verfahren zur Ammoniakherstellung (Haber-Bosch-Verfahren) ist problematisch, weil dabei nicht nur Stickstoff (aus der Luft), sondern auch Wasserstoff (aus fossilen Quellen) verwendet wird und die jährliche Produktion für etwa 1% der weltweiten CO₂-Emissionen verantwortlich ist. Daher wird ein alternatives, kohlenstoffneutrales Verfahren zur Herstellung von Ammoniak benötigt, und eine großartige Lösung ist die elektrochemische Synthese aus Stickstoff und Wasser unter Verwendung von grüner Energie. Auf diese Weise erzeugter Ammoniak enthält jedoch einige Verunreinigungen (Stickstoff, Wasserstoff und Wasser), die abgetrennt werden müssen.

Ziel dieser Arbeit innerhalb des JUMPA-Programms ist die Entwicklung eines Aufreinigungsverfahrens für Ammoniak, welches auf der selektiven Adsorption an einem speziellen Kohlenstoffmolekularsieb (CMS) basiert. Dieses wird aus elektrogesponnenen Kohlenstoffnanofasern (CNF) hergestellt und soll auf das Trennungsproblem zugeschnitten werden. Die Analyse erfolgt mittels statischen und dynamischen Gasadsorptionsexperimenten einzelner Gase und Gasgemischen sowie Rasterelektronenmikroskopie. Im letzten Schritt soll ein Druckwechsel-Adsorptionsverfahren (PSA) im Labormaßstab entwickelt werden, welches zur direkten Aufreinigung von Ammoniak aus einer Elektrolyse verwendet werden kann.