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A membraneless electrolyzer for electrochemical hydrogenation of nitrobenzene to aniline with water as the proton source

Descrizione del progetto

L’elettrolizzatore per l’elettroidrogenazione senza membrana favorisce un processo di idrogenazione più ecologico

L’idrogenazione – ovvero l’aggiunta di idrogeno a composti organici insaturi – si basa tradizionalmente sull’idrogeno derivato dai combustibili fossili. Viene impiegato in oltre il 70% dei processi di produzione nel settore della chimica fine. L’idrogenazione elettrochimica alimentata da fonti rinnovabili (elettroidrogenazione) rappresenta un’alternativa più pulita che consente di ricavare idrogeno dall’acqua. I sistemi attuali sono costosi e presentano problemi di incompatibilità tra le membrane e i sistemi di reazione. Con il sostegno del programma di azioni Marie Skłodowska-Curie, il progetto MemFreeElectro mira a sviluppare un innovativo elettrolizzatore per l’elettroidrogenazione privo di membrana, la cui efficacia è stata dimostrata attraverso la conversione del nitrobenzene in anilina. Passando dalla fase di prova di fattibilità a un prototipo su scala di laboratorio e alla valutazione tecnico-economica, questo approccio interdisciplinare, che combina l’elettrochimica, la progettazione dei reattori e l’ingegneria di processo, potrebbe fornire una piattaforma di idrogenazione ecologica, scalabile ed economicamente vantaggiosa, adattabile a un’ampia gamma di processi chimici.

Obiettivo

The ongoing green transition requires the replacement of carbon-intensive chemical processes with green alternatives. One such important process is hydrogenation, which is involved in more than 70% of fine chemical production processes. Hydrogenation is the addition of hydrogen to unsaturated organic compounds, a process that has been traditionally carbon-intensive due to the use of fossil-fuel-derived hydrogen. As a green alternative, renewable-powered electrochemical hydrogenation or electrohydrogenation, where hydrogen is sourced directly from water as protons, offers a solution that not only eliminates the CO2 emissions, but also comes with economic and logistical advantages. The MemFreeElectro project addresses these opportunities by proposing a novel membraneless electrochemical cell or electrolyzer for electrohydrogenation of nitrobenzene to aniline as the present case study. The proposed electrolyzer design is based on a membraneless design concept that solves the problem of membrane-reaction system incompatibility, in electrohydrogenation with common membrane/separator-based designs. Additionally, the membraneless design also has lower capital and operational expenditures. In this project, a novel membraneless electrohydrogenation electrolyzer design will be established, from the proof-of-concept to a 50 cm² lab-scale prototype, followed by a technoeconomic assessment. This interdisciplinary project combines electro-organic synthesis, reactor design, and process engineering to establish a scalable and green electrohydrogenation process technology, that can be adapted to other important electrochemical processes. Thus, the MemFreeElectro project falls in line with the Sustainable Development Goal (SDG) 13 i.e. Climate Action, also contributing to EU’s scientific excellence. The project will also have a significant impact on my career, enabling me to develop highly important technical as well as management, leadership, and valorization related skills.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

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

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) HORIZON-MSCA-2025-PF

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Coordinatore

RUHR-UNIVERSITAET BOCHUM
Contributo netto dell'UE
€ 272 456,40
Indirizzo
UNIVERSITAETSSTRASSE 150
44801 Bochum
Germania
Regione
Nordrhein-Westfalen Arnsberg Bochum, Kreisfreie Stadt
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale
Nessun dato

Partner (3)