Projektbeschreibung
Elektrifizierte Reaktortechnologie zur Umwandlung von Ammoniak in Wasserstoff
Die Energiewende erfordert wirksame Lösungen für den Transport und die Speicherung von Wasserstoff. Ammoniak gilt zwar als idealer Wasserstoffträger, doch fehlende effiziente industrielle Technologien für seine Zersetzung (Spaltung) bleibt für die Wasserstoffgewinnung eine große Herausforderung. Ziel des ERC-finanzierten Projekts INCANT ist die Entwicklung einer Reaktortechnologie zur Umwandlung von Ammoniak in Wasserstoff. Aufbauend auf früheren ERC-Projekten verfügt das Team über einen elektrifizierten katalytischen Reaktor, der die ohmsche Erhitzung poröser zellulärer Strukturen wie offenzelliger Schaumstoffe oder 3D-gedruckter Werkstoffe nutzt, die mit Katalysatorpartikeln gefüllt sind. Die hohe Porosität kann einen großen Katalysatorbestand beherbergen, was die Effizienz der Ammoniak-Spaltung erhöht. Die Konstruktion des Reaktors gewährleistet eine gleichmäßige Wärmeerzeugung über das Katalysatorbett durch den Joule-Effekt, wodurch thermische Wirkungsgrade von nahezu 100 % möglich sind.
Ziel
In view of the ongoing energy transition, solutions for the transportation and storage of hydrogen are urgently needed. Ammonia is recognized in principle as the best hydrogen carrier, but a bottleneck is represented by the lack of efficient industrial technologies for ammonia decomposition (cracking), a necessary step for hydrogen recovery.
Capitalizing on the previous ERC projects of the PI (INTENT, AdG 2015; INSTANT, PoC 2020), INCANT proposes to develop an innovative reactor technology to valorise the potential of ammonia as energy vector via its cracking to hydrogen. The novelty core of INCANT is an electrified catalytic reactor configuration, which features ohmic heating of highly porous cellular internals (e.g. open-cell foams, 3D printed POCS). As demonstrated in the parent AdG ERC project INTENT for the case of another endothermic reaction, i.e. methane steam reforming, this solution provides a twofold advantage, in that: i) the high porosity can be packed with a large amount of catalyst particles, which is key to increase the conversion efficiency of the relatively slow NH3 cracking process; ii) the electrically and thermally connected cellular internals enable a very effective and uniform supply of the endothermic heat of reaction across the catalyst bed through the Joule effect (heat generation due to the passage of electric current in a conductor), with thermal efficiencies approaching 100%.
The goal of INCANT is to adapt and demonstrate the same concept for the ammonia cracking reaction, developing a prototype NH3 reformer which will revolutionize the technology associated with the use of ammonia as hydrogen carrier: it will in fact enable the ammonia decomposition in compact, intensified structured reactors, which is optimal for distributed applications. If using electricity from renewable sources (wind, solar…), this concept results in releasing hydrogen with virtually no CO2 emissions.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: https://op.europa.eu/en/web/eu-vocabularies/euroscivoc.
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- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenKatalyse
- NaturwissenschaftenChemiewissenschaftenorganische Chemiealiphatische Verbindungen
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Programm/Programme
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Thema/Themen
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