IonicImpact elektrifiziert die Stickstoffaktivierung mit Mikrowellenplasma und macht Düngemittelproduktion dezentral, klimaneutral und unabhängig von Erdgas — dort, wo sie gebraucht wird: direkt beim Landwirt.
Stickstoffdünger wird bis heute energieintensiv aus Erdgas hergestellt: Haber-Bosch-Synthese bei 400 °C und 300 bar, gefolgt vom mehrstufigen Ostwaldverfahren. Das macht Preise und Versorgung anfällig — und die Produktion zu einem der größten industriellen CO₂-Emittenten der Welt.
Ein Mikrowellenplasmareaktor aktiviert Stickstoff direkt aus Umgebungsluft bei Atmosphärendruck — ganz ohne Hochtemperatur- oder Hochdruckprozess. Das entstehende NOₓ wird in Wasser zu Salpetersäure oder Nitratdünger umgesetzt. Kein Erdgas, keine Zwischenstufe Ammoniak, keine Abgase oder Abwässer.
Über 1.000 Betriebsstunden wurden bereits erfolgreich absolviert; NOₓ-Konzentrationen von aktuell ca. 6 % gelten als Machbarkeitsnachweis, 12–15 % werden langfristig als erreichbar angesehen. Der aktuelle Demonstrator läuft mit 6 kW elektrischer Leistung und schaltet in unter fünf Sekunden.
Statt Dünger in wenigen Großanlagen unter hohem Erdgasverbrauch zu produzieren und über lange Lieferketten zu verteilen, entsteht die Produktion dort, wo sie gebraucht wird: beim Landwirt, in Genossenschaften oder an Standorten mit viel erneuerbarer Energie. Standardisierte 100-kW-Module reagieren innerhalb von Sekunden auf schwankendes Stromangebot und nutzen gezielt Überschussstrom aus Wind- und Solaranlagen.
Annahme: 8.000 Betriebsstunden/Jahr, 1 Reaktor produziert 50 l HNO₃ (100 %) pro Stunde. Bei 100 kW elektrischer Leistung ergibt das rund 800 MWh Strombedarf im Jahr — flexibel abrufbar in Sekunden.
| Produkt | Reines Produkt | Feldkonzentration | Ausbringungsmenge | Bedarf/ha | Versorgbare Fläche | Energie/ha |
|---|---|---|---|---|---|---|
| HNO₃ | 400 t/a | 38 % | 1.050 t/a | 2,4 t/ha | 443 ha | 1,8 MWh/ha |
| Ca(NO₃)₂ | 521 t/a | 40 % | 1.300 t/a | 3,2 t/ha | 403 ha | 2,0 MWh/ha |
| KNO₃ | 641 t/a | 15 % | 4.300 t/a | 10,3 t/ha | 419 ha | 1,9 MWh/ha |
Ziel des Folgeprojekts: Entwicklung, Erprobung und Marktvorbereitung der ersten industriellen 100-kW-Anlage als Grundlage für die spätere kommerzielle 1-MW-Referenzanlage (10 × 100 kW).
Engineering, Bau, Automatisierung und Inbetriebnahme des ersten industriellen Standardmoduls.
Installation bei einem Pilotkunden; Validierung von Verfügbarkeit, Wartung, Wirtschaftlichkeit und Lastflexibilität.
Produktcharakterisierung, regulatorische Bewertung, Sicherheitsbetrachtung und Marktvorbereitung.
Vollständiges Basic Engineering für die erste kommerzielle Referenzanlage aus zehn 100-kW-Modulen.
Betrieben mit dem heutigen deutschen Strommix liegt die Mikrowellenplasmaroute noch über den Emissionen der konventionellen HNO₃-Produktion. Mit erneuerbarem Strom oder Überstrom dreht sich das Bild deutlich.
Adressiert gezielt Deep-Tech-Innovationen von TRL 6 bis TRL 8 und unterstützt Entwicklung, Demonstration und Skalierung bahnbrechender Technologien mit hohem Marktpotenzial — passend zur 100-kW-Pilotanlage, Feldtests, Zulassung und dem Basic Engineering der 1-MW-Anlage.
Fokus nicht auf der Plasmatechnologie selbst, sondern auf dem Potenzial, die zentralisierte Düngemittelproduktion grundlegend zu dezentralisieren — mit Bezug zu Ernährungssicherheit, Resilienz und Dekarbonisierung.
Geplantes Vorgehen: Teamklärung → SPRIND-Sondierungsgespräch → parallele EIC-Accelerator Short Application → Aufbau eines Industrial Advisory Boards (Landwirtschaft & Energiewirtschaft) → EIC-Vollantrag.
Wir suchen Fördermittelgeber, Investoren und Pilotpartner mit Zugang zu erneuerbarer Energie und landwirtschaftlicher Fläche, um Pilot100 auf den Weg zu bringen.