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Electrochemical scission of dinitrogen under ambient conditions

Descrizione del progetto

Un approccio verde per creare ammoniaca

L’ammoniaca viene attualmente prodotta in grandi quantità presso stabilimenti centralizzati, a temperature e pressioni estremamente elevate. Il principale processo industriale seguito è il processo Haber-Bosch, che tuttavia causa l’1 % delle emissioni globali di anidride carbonica. Il progetto NitroScission, finanziato dall’UE, studierà soluzioni alternative, più ecologiche, per sintetizzare l’ammoniaca. Utilizzare metodi elettrochimici a temperature e pressioni ambientali vorrebbe dire che l’ammoniaca potrebbe essere sintetizzata con energia rinnovabile e sul posto. Ispirato da un enzima in grado di ridurre il diazoto in ammoniaca, il progetto cercherà di emularlo sulla superficie solida di un elettrodo. Per questa importante reazione, il progetto impiegherà avanzati metodi di preparazione di film sottili e condurrà test elettrochimici e procedure e spettroscopia ex situ.

Obiettivo

Present ammonia synthesis, via the Haber-Bosch process, occurs in centralised facilities above 150 bar and above 400 C; it consumes a colossal 1% of our global fossil fuel consumption. Electrolytic ammonia synthesis, i.e. below 100 C and at atmospheric pressures, could be far more attractive: it would be powered by renewable energy and would take place at the point-of-consumption. I have recently made a breakthrough, by demonstrating the first unambiguous and quantitative evidence that dinitrogen electroreduction is possible under ambient conditions on a solid electrode, albeit at low efficiency My aim for NitroScission is to elucidate pathways at a molecular level to catalyse the reaction at high efficiency. However, only the most reactive metal or metal nitride surfaces bind to dinitrogen. Such surfaces will bind even stronger to hydrogen or oxygen from water or air. To circumvent these constraints, I will use three strategies:
(i) I will tailor the access of protons to the electrode-electrolyte interface, via in-situ deposited ionic interphases, exploiting recent advances in controlling the reactivity of electrolytes.
(ii) I will tailor the binding to dinitrogen through oxygen-free fabrication and testing of metals and metal nitrides electrodes. By preventing air exposure, my team will gain access to a class of highly reactive electrodes, never previously tested in an electrochemical cell.
(iii) I will use electrochemical looping, to dynamically separate dinitrogen adsorption from its subsequent hydrogenation. These experiments will be enabled by a novel method that allows us to observe gas evolution in real time.
I will combine advanced thin film preparation methods, electrochemical tests, and in operando and ex-situ spectroscopy to establish the design principles for this important reaction. Guided by these unique tools and my scientific leadership, my team will shed unique insight into how to tailor electrode-electrolyte interfaces.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

CORDIS classifica i progetti con EuroSciVoc, una tassonomia multilingue dei campi scientifici, attraverso un processo semi-automatico basato su tecniche NLP. Cfr.: Il Vocabolario Scientifico Europeo.

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Parole chiave

Parole chiave del progetto, indicate dal coordinatore del progetto. Da non confondere con la tassonomia EuroSciVoc (campo scientifico).

Programma(i)

Programmi di finanziamento pluriennali che definiscono le priorità dell’UE in materia di ricerca e innovazione.

Argomento(i)

Gli inviti a presentare proposte sono suddivisi per argomenti. Un argomento definisce un’area o un tema specifico per il quale i candidati possono presentare proposte. La descrizione di un argomento comprende il suo ambito specifico e l’impatto previsto del progetto finanziato.

Meccanismo di finanziamento

Meccanismo di finanziamento (o «Tipo di azione») all’interno di un programma con caratteristiche comuni. Specifica: l’ambito di ciò che viene finanziato; il tasso di rimborso; i criteri di valutazione specifici per qualificarsi per il finanziamento; l’uso di forme semplificate di costi come gli importi forfettari.

ERC-COG - Consolidator Grant

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito di questo schema di finanziamento

Invito a presentare proposte

Procedura per invitare i candidati a presentare proposte di progetti, con l’obiettivo di ricevere finanziamenti dall’UE.

(si apre in una nuova finestra) ERC-2019-COG

Vedi tutti i progetti finanziati nell’ambito del bando

Istituzione ospitante

IMPERIAL COLLEGE OF SCIENCE TECHNOLOGY AND MEDICINE
Contributo netto dell'UE

Contributo finanziario netto dell’UE. La somma di denaro che il partecipante riceve, decurtata dal contributo dell’UE alla terza parte collegata. Tiene conto della distribuzione del contributo finanziario dell’UE tra i beneficiari diretti del progetto e altri tipi di partecipanti, come i partecipanti terzi.

€ 2 744 880,00
Indirizzo
SOUTH KENSINGTON CAMPUS EXHIBITION ROAD
SW7 2AZ London
Regno Unito

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Regione
London Inner London — West Westminster
Tipo di attività
Higher or Secondary Education Establishments
Collegamenti
Costo totale

I costi totali sostenuti dall’organizzazione per partecipare al progetto, compresi i costi diretti e indiretti. Questo importo è un sottoinsieme del bilancio complessivo del progetto.

€ 2 744 880,00

Beneficiari (1)

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