NANOARCでは、従来のプロセスよりも低温でアンモニア収率を向上させるナノ触媒を設計・製造しています。

当社のナノ触媒は超高表面積であるため、触媒活性部位が多くなり、より過酷でない条件下でプロセスを実行できるため、反応性と効率が向上します。従来の触媒は高温高圧下に限られることが多いのに対し、NANOARC独自のナノ触媒は、より穏やかでエネルギー効率の高い条件下で効果的に機能します。

アンモニア収量増加の主なメカニズム

1. 表面積の増大：ナノ触媒は、その微小さゆえに、表面積対体積比が非常に高い。これにより、触媒と窒素および水素反応物との接触面積が大幅に増加し、反応速度と変換効率が向上する。

2. 反応性と選択性の向上：ナノスケールにおける独特な表面形状と電子構造は、触媒にとって特異的で高活性な部位を提供する。これにより反応速度が向上し、不要な副産物の生成が最小限に抑えられ、アンモニアの収率が向上する。

3. エネルギー消費量の低減：ハーバー・ボッシュ法を用いたアンモニアの工業的合成は、約400℃～450℃（752°F～842°F）の妥協温度で行われる。この温度は、ルシャトリエの原理で説明されるように、反応速度と平衡収率のトレードオフに基づいて選択される。

工業用アンモニア合成の最適温度は、以下の相反する要因によって決まります。

a) 収量と温度: ハーバー過程は発熱反応であり、熱を放出します。

𝑁2(𝑔) + 3𝐻2(𝑔) ⇌ 2𝑁𝐻3 (𝑔)

ルシャトリエの原理によれば、温度が低いほど平衡状態は右に移動し、アンモニアの生成量が増加します。しかし、低温は反応速度を劇的に低下させます。

b) 反応速度と温度：温度が高いほど反応速度は上昇しますが、平衡状態は左に移動し、反応物（窒素と水素）が有利になり、アンモニアの収率が低下します。

私たちのソリューション

当社のナノ触媒の高い触媒効率は、反応に必要な活性化エネルギーを低減するのに役立ちます。これにより、従来のハーバー・ボッシュ法よりも低い温度と圧力でプロセスを実行でき、結果としてエネルギー消費量を削減し、操作温度が低いにもかかわらずアンモニアの収率を向上させることができます。

私たちの提案

当社は、低温窒素固定、NH3生産速度の増加、高ガス収率のための次世代超高表面積量子ナノ触媒を提供しています。

当社の高表面積量子ナノ触媒は、次のような効果を提供します。

• NH3合成温度を下げてエネルギーコストを削減します。

• NH3の生産速度を上げ、プロセス効率を向上させ、

• NH3ガスの歩留まりを向上させ、生産性を向上させます。

これは、（ナノ）触媒の表面積が窒素（Ｎ２）活性化に利用可能な活性部位の数を決定するためである（ナノ）触媒の表面積が大きいほど、より多くの窒素分子が相互作用し、還元過程を経ることができる活性部位が多くなる。

パフォーマンス

• アンモニアの製造に使用される既存の鉄（Fe）触媒の表面積は3〜30 m² / gです。

• NANOARCの量子触媒は、表面積が49.55 m²/gをはるかに超えています。

アンモニア生産:

• 触媒なしでN≡N結合を切断する活性化エネルギーは945kJ/molです。

• 従来の触媒では、活性化エネルギーは平均460kJ/molです。

• NANOARCの量子ナノ触媒の場合、活性化エネルギーは平均20～35kJ/molです。

アンモニア分解:

• 触媒なしでNH3を分解する活性化エネルギーは96kJ/molです。

• 従来の鉄触媒を使用してNH3を分解する活性化エネルギーは87kJ / molです。

• NANOARC量子触媒を使用した活性化エネルギーは35kJ/mol未満です。