Exploration der Protonenleitfähigkeit in Festkörperelektrolyten für effiziente elektrochemische Niedertemperatur-Ammoniak-Synthese

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professorin Dr. Doreen Mollenhauer; Dr. Daniel Siegmund; Professor Dr. Wolfgang Zeier
• Fachliche Zuordnung: Physikalische Chemie von Festkörpern und Oberflächen, Materialcharakterisierung
• Förderung: Förderung seit 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 501491300

Die Festkörper-Ammoniaksynthese mit festen Protonenleitern hat sich als vielversprechender Ansatz für die Nitrokonversion von N2 zu NH3 erwiesen. Bislang wurden jedoch nur Materialien verwendet, die bei Temperaturen über 400 °C Protonen leiten, jedoch muss die Betriebstemperatur erheblich gesenkt werden. Ziel dieses Projekts ist es daher, superprotonische feste Säuren zu verwenden, um die Ammoniaksynthese im festen Zustand bei viel niedrigeren Temperaturen als den derzeit Verwendeten durchzuführen. Durch die Kombination des Fachwissens über den Ionentransport in Festkörpern, der Elektrokatalyse und der theoretische Chemie, streben dieser Vorschlag und das Konsortium ein besseres grundlegendes Verständnis darüber an, wie die Protonenleitfähigkeit mit der Nitrokonversion zusammenhängt und wie die Nitrokonversion durch die Festkörper-Ammoniaksynthese weiter verbessert werden kann.

• 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")