Na NANOARC, projetamos e fabricamos nanocatalisadores para aumentar o rendimento de amoníaco em temperaturas mais baixas do que os processos convencionais.

A área superficial ultra-alta dos nossos nanocatalisadores proporciona mais sítios cataliticamente ativos, o que aumenta a reatividade e a eficiência, permitindo que o processo funcione em condições menos extremas. Em contraste com os catalisadores tradicionais, que muitas vezes estão limitados a altas temperaturas e pressões, os nanocatalisadores exclusivos da NANOARC funcionam eficazmente em condições mais suaves e energeticamente mais eficientes.

MECANISMOS CHAVE PARA AUMENTAR O RENDIMENTO DE AMONÍAC

1. Aumento da área de superfície : Os nanocatalisadores têm uma relação área-volume muito elevada devido ao seu tamanho reduzido. Isto permite um contacto significativamente maior entre o catalisador e os reagentes de nitrogénio e hidrogénio, aumentando a velocidade de reação e a eficiência de conversão.

2. Reatividade e seletividade melhoradas : A geometria de superfície única e a estrutura eletrónica à escala nano fornecem sítios específicos e altamente ativos para a catálise. Isto aumenta a velocidade da reação e minimiza a formação de subprodutos indesejados, resultando num maior rendimento de amoníaco.

3. Menor consumo de energia : A síntese industrial de amoníaco pelo processo Haber-Bosch opera a uma temperatura de compromisso de aproximadamente 400 °C a 450 °C (752 °F a 842 °F). Esta temperatura é selecionada com base num equilíbrio entre a velocidade de reação e o rendimento de equilíbrio, como explicado pelo princípio de Le Châtelier.

Os seguintes fatores opostos determinam a temperatura ideal para a síntese industrial de amoníaco:

a) Rendimento versus temperatura : O processo de Haber é uma reação exotérmica, o que significa que liberta calor.

𝑁2(𝑔) + 3𝐻2(𝑔) ⇌ 2𝑁𝐻3 (𝑔)

De acordo com o princípio de Le Châtelier, uma temperatura mais baixa deslocaria a posição de equilíbrio para a direita, favorecendo a produção de mais amoníaco. No entanto, uma temperatura baixa também reduz drasticamente a velocidade da reação.

b) Velocidade de reação versus temperatura : Uma temperatura mais elevada aumenta a velocidade de reação, mas também desloca o equilíbrio para a esquerda, favorecendo os reagentes (azoto e hidrogénio) e diminuindo o rendimento em amoníaco.

A NOSSA SOLUÇÃO

A elevada eficiência catalítica dos nossos nanocatalisadores ajuda a reduzir a energia de ativação necessária para a reação. Isso permite que o processo seja executado a temperaturas e pressões mais baixas do que o processo tradicional de Haber-Bosch, o que, por sua vez, reduz o consumo de energia e aumenta o rendimento da amônia, apesar das temperaturas de operação reduzidas.

O QUE OFERECEMOS

Oferecemos uma nova geração de nanocatalisadores quânticos com uma área de superfície ultra-alta para fixação de azoto a baixa temperatura, maior taxa de produção de NH3 e elevado rendimento de gás.

Os nossos nanocatalisadores quânticos de grande área de superfície ajudam:

• Reduzir a temperatura de síntese de NH3 para poupar custos de energia

• Aumentar a taxa de produção de NH3 para melhorar a eficiência do processo e

• Aumentar o rendimento do gás NH3 para melhorar a produtividade.

Isto deve-se ao facto de a área de superfície de um (nano)catalisador determinar o número de sítios activos disponíveis para a ativação do N2. Quanto maior for a área de superfície de um (nano)catalisador, maior será o número de sítios activos onde mais moléculas de N2 podem interagir e sofrer o processo de redução.

DESEMPENHO

• Os catalisadores convencionais de ferro (Fe) para a produção de NH3 têm áreas superficiais de 3 a 30 𝑚2/𝑔. 

• Os catalisadores quânticos NANOARC têm áreas de superfície superiores a 49,55 𝑚2/𝑔.

SÍNTESE DE AMÓNIA:

• A energia de ativação para quebrar a ligação N≡N sem catalisador é de 945 kJ/mol.

• Com os catalisadores convencionais, a energia de ativação é em média de 460 kJ/mol.

• Com os nanocatalisadores quânticos NANOARC, a energia de ativação é em média de 20-35 kJ/mol.

CRAQUEAMENTO NANOCATALÍTICO DO AMONÍACO:

• A energia de ativação para a decomposição de NH3 sem catalisador é de 96 kJ/mol.

• A energia de ativação para a decomposição do NH3 com um catalisador convencional de Fe é de 87 kJ/mol.

• A energia de ativação com o catalisador quântico NANOARC é < 35 kJ/mol.