Skip to main content
Przejdź do strony domowej Komisji Europejskiej (odnośnik otworzy się w nowym oknie)
polski pl
CORDIS - Wyniki badań wspieranych przez UE
CORDIS

High-Temperature Nanoporous Graphene Membranes for Integrated Haber–Bosch Reactors

Opis projektu

Opracowanie skalowalnych metod produkcji do wydajnego wytwarzania ekologicznego amoniaku

Światowe dostawy żywności nadal opierają się na procesie Habera-Boscha wykorzystywanym w produkcji nawozów amoniakalnych, ale ten sam proces zaczyna się jawić jako czysta alternatywa dla magazynowania zielonego wodoru. Jest to jednak proces niezwykle energochłonny, który pochłania około 2% światowej energii i odpowiada za 1,6% globalnych emisji. Projekt NPG membrane for H-B, korzystający ze wsparcia programu działania „Maria Skłodowska-Curie”, ma zrewolucjonizować przemysłową produkcję amoniaku poprzez zastąpienie tradycyjnych, energochłonnych metod separacji wysoce selektywnymi i stabilnymi termicznie nanoporowatymi membranami grafenowymi. Poprzez bezpośrednią integrację tych membran z reaktorami Habera-Boscha projekt dąży też do zapewnienia zrównoważonej, wydajnej i niedrogiej produkcji amoniaku.

Cel

The Haber–Bosch (H–B) process sustains global food supply through ammonia fertiliser production and is increasingly recognised as a carbon-free energy carrier. However, it operates under harsh conditions (150–300 bar, 400–500 °C), consuming ~2% of global energy and emitting 1.6% of CO2 worldwide. Reducing its energy and carbon footprint remains a major scientific and technological challenge. Integrating membranes directly into the H–B reactor offers a promising route to energy-efficient ammonia production by enabling in-situ ammonia removal, shifting the thermodynamic equilibrium towards higher conversion under milder conditions (30 bar, 350 °C). Nanoporous graphene (NPG) membranes hold great potential for this application: their atomic thickness, tunable Å-scale pores, and pore-edge functionalities allow ultrahigh permeance with strong potential for NH₃ selectivity; while graphene’s intrinsic thermal stability makes them highly promising for high-temperature separations in reactive environments. Yet, the integration of NPG membranes has been hindered by the absence of scalable fabrication of NPG membranes on thermally robust inorganic substrates, and the lack of experimental validation of NH₃ separation under realistic H–B conditions.
The project will (i) develop a scalable method for fabricating NPG membranes on robust mesoporous-SiO2 substrates; (ii) investigate the pore structure, edge functionalisation, and thermal stability of NPG membranes up to 350 °C under reactive atmospheres; and (iii) evaluate their temperature-dependent NH₃ separation performance and demonstrate the first proof-of-concept of an NPG membrane-integrated H–B reactor. Beyond its scientific impact, the fellow will gain cutting-edge expertise in materials chemistry and chemical process engineering, together with transferable skills and networks across academia and industry, consolidating her transition to independence as a future PI in sustainable membrane technologies.

Dziedzina nauki (EuroSciVoc)

Słowa kluczowe

Program(-y)

Temat(-y)

System finansowania

HORIZON-TMA-MSCA-PF-EF - HORIZON TMA MSCA Postdoctoral Fellowships - European Fellowships

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego programu finansowania

Zaproszenie do składania wniosków

(odnośnik otworzy się w nowym oknie) HORIZON-MSCA-2025-PF

Wyświetl wszystkie projekty finansowane w ramach tego zaproszenia

Koordynator

ECOLE POLYTECHNIQUE FEDERALE DE LAUSANNE
Wkład UE netto
€ 307 958,88
Adres
BATIMENT CE 3316 STATION 1
1015 Lausanne
Szwajcaria
Region
Schweiz/Suisse/Svizzera Région lémanique Vaud
Rodzaj działalności
Higher or Secondary Education Establishments
Linki
Koszt całkowity
Brak danych