En NANOARC diseñamos y fabricamos nanocatalizadores para aumentar el rendimiento del amoníaco a temperaturas más bajas que los procesos convencionales.

La superficie ultraalta de nuestros nanocatalizadores proporciona más sitios catalíticamente activos, lo que aumenta la reactividad y la eficiencia al permitir que el proceso se desarrolle en condiciones menos extremas. A diferencia de los catalizadores tradicionales, que a menudo se ven limitados por altas temperaturas y presiones, los nanocatalizadores patentados por NANOARC funcionan eficazmente en condiciones más suaves y energéticamente más eficientes.

MECANISMOS CLAVE PARA AUMENTAR EL RENDIMIENTO DE AMONÍACO

1. Aumento de la superficie : Los nanocatalizadores tienen una relación superficie-volumen muy alta debido a su tamaño minúsculo. Esto permite un contacto significativamente mayor entre el catalizador y los reactivos nitrógeno e hidrógeno, lo que aumenta la velocidad de reacción y la eficiencia de conversión.

2. Reactividad y selectividad mejoradas : La geometría superficial única y la estructura electrónica a nanoescala proporcionan sitios específicos y altamente activos para la catálisis. Esto aumenta la velocidad de reacción y minimiza la formación de subproductos no deseados, lo que conduce a un mayor rendimiento de amoníaco.

3. Menor consumo de energía : La síntesis industrial de amoníaco mediante el proceso Haber-Bosch se lleva a cabo a una temperatura de compromiso de aproximadamente 400 °C a 450 °C (752 °F a 842 °F). Esta temperatura se selecciona en función de un equilibrio entre la velocidad de reacción y el rendimiento de equilibrio, tal y como explica el principio de Le Châtelier. 

Los siguientes factores opuestos determinan la temperatura óptima para la síntesis industrial de amoníaco:

a) Rendimiento frente a temperatura : El proceso Haber es una reacción exotérmica, lo que significa que libera calor.

𝑁2(𝑔) + 3𝐻2(𝑔) ⇌ 2𝑁𝐻3 (𝑔)

Según el principio de Le Châtelier, una temperatura más baja desplazaría la posición de equilibrio hacia la derecha, favoreciendo la producción de más amoníaco. Sin embargo, una temperatura baja también ralentiza drásticamente la velocidad de reacción.

b) Velocidad frente a temperatura : Una temperatura más alta aumenta la velocidad de reacción, pero también desplaza el equilibrio hacia la izquierda, favoreciendo a los reactivos (nitrógeno e hidrógeno) y reduciendo el rendimiento de amoníaco.

NUESTRA SOLUCIÓN

La alta eficiencia catalítica de nuestros nanocatalizadores ayuda a reducir la energía de activación necesaria para la reacción. Esto permite que el proceso funcione a temperaturas y presiones más bajas que el proceso Haber-Bosch tradicional, lo que a su vez reduce el consumo de energía y aumenta el rendimiento de amoníaco, a pesar de las bajas temperaturas de operación.

LO QUE OFRECEMOS

Ofrecemos una nueva generación de nanocatalizadores cuánticos con una superficie ultraelevada para la fijación del nitrógeno a bajas temperaturas, una mayor tasa de producción de NH3 y un alto rendimiento de gas.

Nuestros nanocatalizadores cuánticos de gran superficie ayudan:

• Bajar la temperatura de síntesis del NH3 para ahorrar costes energéticos

• Aumentar la tasa de producción de NH3 para mejorar la eficiencia del proceso y

• Aumentar el rendimiento del gas NH3 para mejorar la productividad.

Esto se debe a que la superficie de un (nano)catalizador determina el número de sitios activos disponibles para la activación del N2. Cuanto mayor sea la superficie de un (nano)catalizador, más sitios activos habrá donde más moléculas de N2 puedan interactuar y someterse al proceso de reducción.

ACTUACIÓN

• Los catalizadores convencionales de hierro (Fe) para la producción de NH3 tienen superficies de 3 a 30 𝑚2/𝑔. 

• Los catalizadores cuánticos de NANOARC tienen superficies de más de 49,55 𝑚2/𝑔.

SÍNTESIS DE AMONÍACO :

• La energía de activación para romper el enlace N≡N sin catalizador es de 945 kJ/mol.

• Con catalizadores convencionales, la energía de activación es de 460 kJ/mol de media.

• Con los nanocatalizadores cuánticos del NANOARC, la energía de activación es de 20-35 kJ/mol de media.

CRAQUEO NANOCATALÍTICO DEL AMONÍACO:

• La energía de activación para la descomposición del NH3 sin catalizador es de 96 kJ/mol.

• La energía de activación para la descomposición del NH3 con un catalizador de Fe convencional es de 87 kJ/mol.

• La energía de activación con el catalizador cuántico NANOARC es < 35 kJ/mol.