Next generation ammonia synthesis: a highly integrated computational modelling and experimental approach

下一代氨合成:高度集成的计算建模和实验方法

基本信息

  • 批准号:
    EP/T027851/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 68.92万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2021 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Ammonia synthesis by the Haber Bosch Process is a large scale reaction of major importance since it forms the basis of synthetic fertiliser production, with ca 85% of the ammonia produced being used to feed crops. It has been estimated that the fertiliser produced via the Haber Bosch Process sustains 40% of the current global population. This reaction is becoming more and more important as demand for food increases along with population growth. As operated currently, which involves large scale chemical plants operating at high reaction pressures and temperatures employing hydrogen feedtsocks generated from fossil fuel sources, the Haber Bosch Process is responsible for the consumption of 1-2% of manmade energy and it also results in about 1.6% of the manmade CO2 released to the atmosphere. The aim of this research is to discover and develop new catalysts which can operate in smaller reactors on a local scale such that fertilisers can be prepared close to their point of use. This will cut down on the CO2 footprint of the process since it would be possible to use feedstocks which are non-fossil fuel based and are derived from renewable energy souces such as wind power and also it would negate the requirement for transportation of fertiliser over long distances. The development of such smaller localised ammonia production units, which could be started up and shut down quickly, would require more active catalysts able to work at lower pressures than those currently employed. In this work we are using a combination of computer modelling and experiments to develop such new catalysts. The new localised sustainable ammonia production capabailities which would result from success in this area would also have impact on the growing interest in using ammonia as a fuel to replace the CO2 producing fossil fuels such as petrol and diesel currently employed.
哈伯博世工艺合成氨是一种非常重要的大规模反应,因为它构成了合成肥料生产的基础,产生的氨约 85% 用于喂养农作物。据估计,通过哈伯博世工艺生产的肥料可以维持目前全球 40% 的人口。随着人口增长对食物的需求增加,这种反应变得越来越重要。目前,哈伯博世工艺涉及在高反应压力和温度下运行的大型化工厂,使用化石燃料产生的氢原料,该工艺消耗了 1-2% 的人造能源,并且还产生了约 1.6% 的人造能源。释放到大气中的人造二氧化碳的百分比。这项研究的目的是发现和开发新的催化剂,这些催化剂可以在局部规模的较小反应器中运行,以便可以在靠近使用点的地方制备肥料。这将减少该过程的二氧化碳足迹,因为可以使用非化石燃料且源自风能等可再生能源的原料,并且无需长期运输肥料。距离。开发这种可以快速启动和关闭的小型局部氨生产装置,需要比目前使用的催化剂更活性的催化剂,能够在更低的压力下工作。在这项工作中,我们结合计算机建模和实验来开发这种新的催化剂。该领域的成功所带来的新的本地化可持续氨生产能力也将影响人们对使用氨作为燃料来取代目前使用的产生二氧化碳的化石燃料(例如汽油和柴油)的兴趣。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Experimental and theoretical investigations on the anti-perovskite nitrides Co3CuN, Ni3CuN and Co3MoN for ammonia synthesis.
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  • DOI:
    10.1039/d2fd00151a
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.4
  • 作者:
    Daisley A
  • 通讯作者:
    Daisley A
A Comparison of the Reactivity of the Lattice Nitrogen in Tungsten Substituted Co3 Mo3 N and Ni2 Mo3 N.
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  • DOI:
    10.1002/cssc.202300945
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Al Sobhi S
  • 通讯作者:
    Al Sobhi S
Metal nitrides, the Mars-van Krevelen mechanism and heterogeneously catalysed ammonia synthesis
  • DOI:
    10.1016/j.cattod.2022.08.016
  • 发表时间:
    2023-08-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Daisley, A.;Hargreaves, J. S. J.
  • 通讯作者:
    Hargreaves, J. S. J.
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