Chez NANOARC, nous concevons et fabriquons des nanocatalyseurs afin d'augmenter le rendement en ammoniac à des températures plus basses que les procédés conventionnels.

La surface ultra-élevée de nos nanocatalyseurs offre davantage de sites catalytiquement actifs, ce qui augmente la réactivité et l'efficacité en permettant au procédé de fonctionner dans des conditions moins extrêmes. Contrairement aux catalyseurs traditionnels, qui sont souvent limités à des températures et des pressions élevées, les nanocatalyseurs exclusifs de NANOARC fonctionnent efficacement dans des conditions plus douces et plus économes en énergie.

MÉCANISMES CLÉS POUR AUGMENTER LE RENDEMENT EN AMMONIAC

1. Surface augmentée : Les nanocatalyseurs présentent un rapport surface/volume très élevé en raison de leur petite taille. Cela permet un contact nettement plus important entre le catalyseur et les réactifs azotés et hydrogénés, augmentant ainsi la vitesse de réaction et le rendement de conversion.

2. Réactivité et sélectivité améliorées : La géométrie unique de la surface et la structure électronique à l'échelle nanométrique offrent des sites spécifiques hautement actifs pour la catalyse. Cela accélère la vitesse de réaction et minimise la formation de sous-produits indésirables, ce qui se traduit par un rendement plus élevé en ammoniac.

3. Consommation d'énergie réduite : La synthèse industrielle de l'ammoniac à l'aide du procédé Haber-Bosch s'effectue à une température compromise d'environ 400 °C à 450 °C (752 °F à 842 °F). Cette température est choisie en fonction d'un compromis entre la vitesse de réaction et le rendement à l'équilibre, comme l'explique le principe de Le Châtelier. 

Les facteurs opposés suivants déterminent la température optimale pour la synthèse industrielle de l'ammoniac :

a) Rendement en fonction de la température : Le procédé Haber est une réaction exothermique, ce qui signifie qu'il libère de la chaleur.

𝑁2(𝑔) + 3𝐻2(𝑔) ⇌ 2𝑁𝐻3 (𝑔)

Selon le principe de Le Châtelier, une température plus basse déplacerait la position d'équilibre vers la droite, favorisant la production d'ammoniac. Cependant, une température basse ralentirait aussi considérablement la vitesse de réaction.

b) Vitesse de réaction en fonction de la température : Une température plus élevée augmente la vitesse de réaction, mais elle déplace également l'équilibre vers la gauche, favorisant les réactifs (azote et hydrogène) et diminuant le rendement en ammoniac.

NOTRE SOLUTION

La haute efficacité catalytique de nos nanocatalyseurs permet de réduire l'énergie d'activation requise pour la réaction. Cela permet au procédé de fonctionner à des températures et des pressions inférieures à celles du procédé Haber-Bosch traditionnel, ce qui réduit la consommation d'énergie et augmente le rendement en ammoniac, malgré des températures de fonctionnement réduites.

CE QUE NOUS OFFRONS

Nous proposons une nouvelle génération de nanocatalyseurs quantiques avec une surface ultra-élevée pour la fixation de l'azote à basse température, un taux de production de NH3 plus élevé et un rendement gazeux élevé.

Nos nanocatalyseurs quantiques à grande surface aident à :

• Abaisser la température de synthèse du NH3 pour économiser l'énergie

• Augmenter le taux de production de NH3 pour améliorer l'efficacité du processus et

• Augmenter l’efficacité du gaz NH3 pour améliorer la productivité.

Cela est dû au fait que la surface d’un (nano)catalyseur détermine le nombre de sites actifs disponibles pour l’activation du N2. Plus la surface d'un (nano)catalyseur est grande, plus il y aura de sites actifs où davantage de molécules de N2 pourront interagir et subir le processus de réduction.

PERFORMANCE

• Les catalyseurs conventionnels à base de fer (Fe) pour la production de NH3 ont des surfaces spécifiques de 3 à 30 𝑚2/𝑔.

• Les catalyseurs quantiques NANOARC ont des surfaces supérieures à 49,55 𝑚2/𝑔.

SYNTHÈSE DE L'AMMONIAC ​​:

• L'énergie d'activation pour rompre la liaison N≡N sans catalyseur est de 945 kJ/mol.

• Avec les catalyseurs conventionnels, l’énergie d’activation est en moyenne de 460 kJ/mol.

• Avec les nanocatalyseurs quantiques NANOARC, l'énergie d'activation est en moyenne de 20 à 35 kJ/mol.

CRAQUAGE NANOCATALYTIQUE DE L'AMMONIAC ​​:

• L'énergie d'activation pour la décomposition de NH3 sans catalyseur est de 96 kJ/mol.

• L'énergie d'activation pour la décomposition de NH3 avec un catalyseur Fe conventionnel est de 87 kJ/mol.

• L'énergie d'activation avec le catalyseur quantique NANOARC est < 35 kJ/mol.