Noi di NANOARC progettiamo e produciamo nanocatalizzatori per aumentare la resa dell'ammoniaca a temperature inferiori rispetto ai processi convenzionali.

L'elevata superficie specifica dei nostri nanocatalizzatori fornisce un maggior numero di siti cataliticamente attivi, aumentando la reattività e l'efficienza e consentendo al processo di svolgersi in condizioni meno estreme. A differenza dei catalizzatori tradizionali, spesso limitati ad alte temperature e pressioni, i nanocatalizzatori proprietari di NANOARC funzionano efficacemente in condizioni più moderate e più efficienti dal punto di vista energetico.

MECCANISMI CHIAVE PER AUMENTARE LA PRODUZIONE DI AMMONIACA

1. Aumento della superficie : I nanocatalizzatori hanno un rapporto superficie/volume molto elevato grazie alle loro dimensioni ridotte. Ciò consente un contatto significativamente maggiore tra il catalizzatore e i reagenti azoto e idrogeno, aumentando la velocità di reazione e l'efficienza di conversione.

2. Reattività e selettività migliorate : l'esclusiva geometria superficiale e la struttura elettronica su scala nanometrica forniscono siti specifici e altamente attivi per la catalisi. Ciò aumenta la velocità di reazione e riduce al minimo la formazione di sottoprodotti indesiderati, con conseguente maggiore resa di ammoniaca.

3. Minor consumo energetico : La sintesi industriale dell'ammoniaca mediante il processo Haber-Bosch avviene a una temperatura di compromesso di circa 400-450 °C (752-842 °F). Questa temperatura viene scelta in base a un compromesso tra velocità di reazione e resa di equilibrio, come spiegato dal principio di Le Châtelier.

I seguenti fattori contrapposti determinano la temperatura ottimale per la sintesi industriale dell'ammoniaca: 

a) Resa rispetto alla temperatura : Il processo Haber è una reazione esotermica, ovvero rilascia calore.

𝑁2(𝑔) + 3𝐻2(𝑔) ⇌ 2𝑁𝐻3 (𝑔)

Secondo il principio di Le Châtelier, una temperatura più bassa sposterebbe la posizione di equilibrio verso destra, favorendo la produzione di più ammoniaca. Tuttavia, una temperatura bassa rallenta anche drasticamente la velocità di reazione.

b) Velocità rispetto alla temperatura : Una temperatura più elevata aumenta la velocità di reazione, ma sposta anche l'equilibrio verso sinistra, favorendo i reagenti (azoto e idrogeno) e riducendo la resa dell'ammoniaca.

LA NOSTRA SOLUZIONE

L'elevata efficienza catalitica dei nostri nanocatalizzatori contribuisce a ridurre l'energia di attivazione necessaria per la reazione. Ciò consente al processo di funzionare a temperature e pressioni inferiori rispetto al tradizionale processo Haber-Bosch, il che a sua volta riduce il consumo energetico e aumenta la resa di ammoniaca, nonostante le temperature di esercizio ridotte.

COSA OFFRIAMO

Offriamo nanocatalizzatori quantistici di nuova generazione ad area superficiale ultra-elevata per la fissazione dell'azoto a bassa temperatura, un tasso di produzione di NH3 più elevato e un'elevata resa in gas.

I nostri nanocatalizzatori quantistici ad area superficiale elevata aiutano a:

• Abbassare la temperatura di sintesi dell'NH3, con conseguente risparmio sui costi energetici.

• Aumentare il tasso di produzione di NH3 per migliorare l'efficienza del processo e

• Aumentare la resa di NH3 gassosa per una migliore produttività.

Questo perché l'area superficiale di un (nano)catalizzatore determina il numero di siti attivi disponibili per l'attivazione di N₂. Maggiore è l'area superficiale di un (nano)catalizzatore, maggiore è il numero di siti attivi disponibili per l'interazione di più molecole di N₂ e il loro processo di riduzione.

PRESTAZIONE

• I catalizzatori convenzionali a base di ferro (Fe) per la produzione di NH3 hanno aree superficiali da 3 a 30 𝑚2/𝑔.

• I catalizzatori quantistici NANOARC hanno aree superficiali maggiori di 49,55 𝑚2/𝑔.

SINTESI DELL'AMMONIACA:

• L'energia di attivazione per rompere il legame N≡N senza catalizzatore è di 945 kJ/mol.

• Con i catalizzatori convenzionali, l'energia di attivazione è in media di 460 kJ/mol.

• Con i nanocatalizzatori quantistici di NANOARC, l'energia di attivazione è in media di 20-35 kJ/mol.

CRACKING NANOCATALITICO DELL'AMMONIACA:

• L'energia di attivazione per decomporre l'NH3 senza catalizzatore è di 96 kJ/mol.

• L'energia di attivazione per decomporre l'NH3 con un catalizzatore a base di ferro convenzionale è di 87 kJ/mol.

• L'energia di attivazione con il catalizzatore quantistico NANOARC è < 35 kJ/mol.