Carbon Advanced Reactive Membranes for Ammonia Synthesis and Decomposition

Opis projektu

Zielona CARMA: przyszłość amoniaku

Globalne przejście na czystą energię wymaga wydajnych sposobów magazynowania i transportu wodoru, a obiecującym nośnikiem staje się zielony amoniak. Obecne metody wytwarzania i rozkładu amoniaku pozostają jednak bardzo energochłonne i nieefektywne. Projekt CARMA-SD, wspierany przez program działań „Maria Skłodowska-Curie”, podejmie to wyzwanie poprzez opracowanie nowej klasy katalitycznych membran węglowych, które łączą reakcje chemiczne i separację gazów w jednym, wydajnym etapie. Dzięki zastosowaniu w tych materiałach metalicznych nanocząstek projekt zakłada zwiększenie produkcji przy jednoczesnym znacznym zmniejszeniu zużycia energii. Oprócz postępów naukowych projekt CARMA-SD pozwoli po raz pierwszy zweryfikować te zrównoważone technologie, wpisując się w realizację celów unijnego Zielonego Ładu i umacniając wiodącą pozycję w dziedzinie innowacji dotyczących energii odnawialnej.

Cel

The transition toward a decarbonized energy system requires efficient solutions for the large-scale storage and transport of renewable energy. Among the available options, ammonia (NH3) has recently emerged as a promising hydrogen carrier, thanks to its high hydrogen density, existing storage and distribution infrastructure, and well-established industrial know-how. However, the current synthesis and decomposition routes for ammonia remain highly energy-intensive and limited in efficiency, hindering the deployment of Green Ammonia as a practical energy vector.
The project CARMA-SD (Carbon Advanced Reactive Membranes for Ammonia Synthesis and Decomposition) aims to address this challenge by developing a new class of catalytic carbon membranes (CCMs). These membranes will be engineered with tailored porosity and functionalized with metallic nanoparticles, enabling them to simultaneously act as selective separation units and catalytic supports. By integrating catalytic and separation functionalities into a single material, CCMs are expected to significantly intensify both ammonia synthesis and decomposition processes, lowering energy demands and enhancing process performance.
The methodology combines advanced synthesis of carbon membranes, heterogeneous catalysis, kinetic modeling, and reactor engineering, leveraging the unique expertise of the host group at TU/e in membrane reactors and process intensification. The project will generate fundamental knowledge on CCMs and validate their performance for the first time in ammonia-related reactions. Beyond scientific advances, CARMA-SD will contribute to the development of more efficient and sustainable Green Ammonia technologies, reinforcing Europe’s leadership in renewable energy innovation and supporting the EU Green Deal objectives.