Catalytic Combustion of Ammonia as a Zero-Carbon Fuel: Catalyst Design and Mechanistic Studies

氨作为零碳燃料的催化燃烧:催化剂设计和机理研究

基本信息

  • 批准号:
    EP/X03593X/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 23.2万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2023
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2023 至 无数据
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

A mature commodity that can be readily made from renewable resources, ammonia (NH3) offers an environmentally sustainable and low-cost means of transition from fossil fuels to a clean, low-carbon and renewable energy future. The technical challenge is to combust NH3 efficiently with low nitrogen oxides (NOx) emissions due to the extremely low flame speed, narrow flammability and high nitrogen content in the fuel. Catalytic combustion offers a promising technology to burn ammonia which is not constrained by the flame speed, flammability limits and have low combustion temperature to supress thermal-NOx formation. Development of cheap yet effective combustion catalysts is therefore needed. The combustion catalysts should be sufficiently active at low temperature for start-up and are able to sustain activity and mechanical integrity at high temperature and has negligible NOx formation in NH3 combustion. This research proposes to incorporate self-induced electrochemical promotion phenomena into the design of combustion catalysts using cheap transition metal oxides, and through this work, the new concept will be validated as a new combustion catalyst design strategy and the underlying structure-performance relationships of catalysts will be revealed. The scientific knowledge to be harnessed will enable the development of effective combustion catalysts to unlock a zero-carbon economy using ammonia as a fuel.
氨(NH3)可以很容易地从可再生资源制成的成熟商品,为环境可持续和低成本的过渡提供了从化石燃料到干净,低碳和可再生能源的未来的过渡方式。技术挑战是由于火焰速度极低,易燃性和燃料中较高的氮含量,以低氮氧化物(NOX)排放有效地燃烧NH3。催化燃烧提供了一种有前途的技术来燃烧氨,这不受火焰速度,易燃性限制的限制,并且燃烧温度较低,以替代热诺克斯的形成。因此,需要开发廉价但有效的燃烧催化剂。燃烧催化剂应在低温下足够活跃,以便在高温下维持活动和机械完整性,并且在NH3燃烧中具有可忽略的NOX形成。这项研究建议将自我诱导的电化学促进现象纳入使用廉价过渡金属氧化物的燃烧催化剂的设计,通过这项工作,将揭示新概念的验证,并将揭示为新的燃烧催化剂设计策略和催化剂的潜在结构 - 表现关系。要利用的科学知识将使有效的燃烧催化剂的发展能够使用氨将其作为燃料解锁零碳经济。

项目成果

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