Ammoniak bei Bedarf: Katalytische N2-Reduktion an photo-geladenen maßgeschneiderten TiO2-Aerogelen

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr. Roland Marschall; Professorin Dr. Barbara Milow; Professor Dr. Dirk Ziegenbalg
• Fachliche Zuordnung: Festkörper- und Oberflächenchemie, Materialsynthese
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 501591928

Im vorliegenden Projekt wird ein Gesamtkonzept für ein nachhaltiges und kostengünstiges Verfahren zur bedarfsgerechten Ammoniakerzeugung systematisch untersucht. Dazu wird eine Strategie erstellt, um nanostrukturierte Halbleiter (TiO2-Aerogele) durch Lichtbestrahlung mit Elektronen zu laden und sie dort zu speichern. Diese geladenen Halbleiter werden dann im Dunkeln mit N2 entladen, um katalytisch Ammoniak zu bilden. Dies ermöglicht eine bedarfsgerechte Produktion von Ammoniak zu jeder Zeit. Darüber hinaus wird ein Reaktorkonzept entwickelt, um diese On-Demand-Ammoniaksynthese zu untersuchen und dezentral durchzuführen. Dieser Reaktor ermöglicht eine Trennung von Lichtabsorption und der eigentlichen N2-Reduktion, was eine unabhängige Untersuchung der Reaktionsbedingungen für jeden Reaktionsschritt zulässt. Darüber hinaus bietet das Reaktorkonzept die Möglichkeit der Zwischenspeicherung von photogeladenem Aerogel und eröffnet Freiheitsgrade für die Auslegung eines N2-Reduktionsreaktors, was für die Auslegung effizienter Chemieanlagen, die Düngemittel bedarfsgerecht vor Ort produzieren, effizient genutzt werden soll.

• DFG-Verfahren: Schwerpunktprogramme
• Teilprojekt zu: SPP 2370: Verknüpfung von Katalysatoren, Mechanismen und Reaktorkonzepten für die Umwandlung von Distickstoff durch elektrokatalytische, photokatalytische und photoelektrochemische Methoden ("Nitroconversion")