Wie stellt man Ammoniak her?

Ammoniak (NH₃) wird hauptsächlich durch das Haber-Bosch-Verfahren hergestellt. Hier sind die grundlegenden Schritte:

1. **Rohstoffgewinnung**: Stickstoff (N₂) wird aus der Luft gewonnen, während Wasserstoff (H₂) meist durch Dampfreformierung von Erdgas (Methan, CH₄) erzeugt wird.

2. **Dampfreformierung**: Methan reagiert mit Wasserdampf bei hohen Temperaturen (700-1.000 °C) in Gegenwart eines Katalysators, um Wasserstoff und Kohlenmonoxid zu erzeugen:
\[ \text{CH}_4 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{CO} + 3\text{H}_2 \]

3. **Wassergas-Shift-Reaktion**: Das Kohlenmonoxid reagiert weiter mit Wasserdampf, um zusätzlich Wasserstoff und Kohlendioxid zu erzeugen:
\[ \text{CO} + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{CO}_2 + \text{H}_2 \]

4. **Gasreinigung**: Das entstandene Kohlendioxid wird entfernt, um reinen Wasserstoff zu erhalten.

5. **Ammoniaksynthese**: Der gereinigte Wasserstoff und Stickstoff werden in einem Verhältnis von 3:1 gemischt und unter hohem Druck (150-300 bar) und hoher Temperatur (400-500 °C) in Gegenwart eines Eisenkatalysators zu Ammoniak umgesetzt:
\[ \text{N}_2 + 3\text{H}_2 \rightarrow 2\text{NH}_3 \]

Das Haber-Bosch-Verfahren ist effizient und wird weltweit zur industriellen Herstellung von Ammoniak genutzt.