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ElectrIfied ammoNia CrAcking iN sTructured reactors

Descrizione del progetto

Tecnologia del reattore elettrificato per la conversione dell’ammoniaca in idrogeno

La transizione energetica richiede soluzioni efficaci per il trasporto e lo stoccaggio dell’idrogeno. Sebbene l’ammoniaca sia considerata un vettore ideale di idrogeno, l’assenza di tecnologie industriali efficienti per la sua decomposizione (cracking) rimane una sfida importante per il recupero dell’idrogeno. Il progetto INCANT, finanziato dal CER, si propone di sviluppare una tecnologia di reattori per convertire l’ammoniaca in idrogeno. Basato su precedenti progetti CER, presenta un reattore catalitico elettrificato che sfrutta il riscaldamento ohmico di strutture cellulari porose, come schiume a celle aperte o materiali stampati in 3D, riempite di particelle di catalizzatore. L’elevata porosità può ospitare un ampio inventario di catalizzatori, migliorando l’efficienza del processo di cracking dell’ammoniaca. Il design del reattore assicura una generazione di calore uniforme sul letto di catalizzatore per effetto Joule, consentendo efficienze termiche vicine al 100 %.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC-POC - HORIZON ERC Proof of Concept Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2023-POC

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Istituzione ospitante

POLITECNICO DI MILANO
Contributo netto dell'UE
€ 120 000,00
Indirizzo
PIAZZA LEONARDO DA VINCI 32
20133 Milano
Italia
Regione
Nord-Ovest Lombardia Milano
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Beneficiari (2)