{"id":442030,"date":"2025-09-22T10:20:22","date_gmt":"2025-09-22T10:20:22","guid":{"rendered":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/442030\/"},"modified":"2025-09-22T10:20:22","modified_gmt":"2025-09-22T10:20:22","slug":"hinter-den-kulissen-der-ammoniaksynthese","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.europesays.com\/de\/442030\/","title":{"rendered":"Hinter den Kulissen der Ammoniaksynthese"},"content":{"rendered":"

\"institution<\/a><\/p>\n

<\/a><\/p>\n

<\/a><\/p>\n

<\/a><\/p>\n

\n Share on:\u00a0\n <\/p>\n

09\/22\/2025 12:06<\/p>\n

Hinter den Kulissen der Ammoniaksynthese <\/p>\n

\n Forschende am Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft haben in Zusammenarbeit mit dem Max-Planck-Institut f\u00fcr Chemische Energiekonversion und Clariant neue Einblicke in die komplexen Katalysatorsysteme gewonnen, die in der industriellen Ammoniakproduktion verwendet werden. Durch die Untersuchung der strukturellen Entwicklung dieser Katalysatoren hebt die Studie die entscheidende Rolle von Promotoren bei der Verbesserung von Leistung und Stabilit\u00e4t hervor.<\/p>\n

\n Wichtige Aspekte<\/p>\n

– Katalysatoraktivierung: Identifiziert als der kritische Schritt, in dem der aktive Katalysator gebildet wird.
– Rolle der Promotoren: Promotoren bilden zementartige Phasen, die eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Katalysatorleistung spielen. Dar\u00fcber hinaus ist ihre Verteilung innerhalb des Katalysators entscheidend f\u00fcr die erh\u00f6hte Aktivit\u00e4t und Stabilit\u00e4t des Systems.
– Strukturelle Einblicke: Die aktive Struktur besteht aus einer speziellen Form von por\u00f6sem Eisen, das von mobilen Kaliumarten bedeckt ist.
– Stabilit\u00e4tsfaktoren:*Mineralphasen, die Oxide von Aluminium, Silizium und Kalzium enthalten, tragen zur strukturellen Stabilit\u00e4t bei.<\/p>\n

Enth\u00fcllung der Geheimnisse des Katalysators<\/p>\n

Das Haber-Bosch-Verfahren, ein Eckpfeiler der industriellen Ammoniakproduktion, ist seit \u00fcber einem Jahrhundert weitgehend unver\u00e4ndert geblieben. Forschende der Abteilungen Anorganische Chemie und Interface Science des Fritz-Haber-Instituts, des Max-Planck-Instituts f\u00fcr Chemische Energiekonversion und Clariant haben jedoch bedeutende Fortschritte im mechanistischen Verst\u00e4ndnis des hochkomplexen industriellen Katalysators gemacht, der diesen Prozess antreibt. Durch den Einsatz fortschrittlicher Charakterisierungstechniken wie der operando Rasterelektronenmikroskopie und der R\u00f6ntgen-Photoelektronenspektroskopie bei nahezu Umgebungsdruck hat das Team die komplexen Wechselwirkungen innerhalb der multipromotierten <\/p>\n

Ammoniaksynthesekatalysatoren entschl\u00fcsselt.<\/p>\n

Prof. Thomas Lunkenbein, der korrespondierende Autor, erkl\u00e4rte: „Unsere Forschung bietet ein tieferes Verst\u00e4ndnis der inneren Funktionsweise des Katalysators und zeigt, wie Promotoren und strukturelle Transformationen zu seiner Effizienz und Stabilit\u00e4t beitragen. Dieses Wissen ist entscheidend f\u00fcr die Entwicklung der n\u00e4chsten Generation von Katalysatoren, die sowohl effektiver als auch nachhaltiger sind.“<\/p>\n

Die entscheidende Rolle der Aktivierung<\/p>\n

Die Studie zeigt, dass die Aktivierungsphase entscheidend f\u00fcr die Bildung der aktiven Katalysatorkonfiguration ist. W\u00e4hrend dieser Phase erleichtert das Zusammenspiel verschiedener Promotorphasen die Umwandlung der Katalysatorstruktur in eine por\u00f6se Einheit mit einer speziellen Oberfl\u00e4chenabdeckung, die den Weg f\u00fcr ihre verbesserte Leistung und Langlebigkeit ebnet.<\/p>\n

Promotoren: Die unbesungenen Helden<\/p>\n

Promotoren, einschlie\u00dflich Kalium-, Kalzium- und Aluminiumoxiden, sind entscheidend f\u00fcr die Stabilisierung der Katalysatorstruktur und die Steigerung ihrer Aktivit\u00e4t. Diese Elemente arbeiten zusammen, um zementartige Phasen zu schaffen \u2013 eine wichtige Zutat f\u00fcr einen robusten und effizienten Katalysator, der in der Lage ist, die Ammoniaksynthese \u00fcber l\u00e4ngere Zeitr\u00e4ume aufrechtzuerhalten. Dar\u00fcber hinaus wurde Ammoniak K \u2013 eine spezielle Form von hochdispergierten K+-Spezies \u2013 als Taktgeber der katalytischen Reaktion identifiziert. Die Forschung hebt die Bedeutung der hierarchischen por\u00f6sen Struktur des Katalysators hervor, die durch Mineralphasen stabilisiert wird. Diese Architektur verbessert nicht nur die Haltbarkeit des Katalysators, sondern auch seine Widerstandsf\u00e4higkeit gegen Deaktivierung und sorgt f\u00fcr eine gleichbleibende Leistung in industriellen Umgebungen.<\/p>\n

Ein Erbe der Innovation<\/p>\n

Das Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft hat eine lange Geschichte in der Ammoniaksynthese, gepr\u00e4gt von bahnbrechenden Errungenschaften, die die moderne industrielle Chemie gepr\u00e4gt haben. Der Namensgeber des Instituts, Fritz Haber, erhielt 1918 den Nobelpreis f\u00fcr Chemie f\u00fcr seine Pionierarbeit zur Synthese von Ammoniak aus seinen Elementen, ein Prozess, der die Produktion von landwirtschaftlichen D\u00fcngemitteln revolutionierte. Jahrzehnte sp\u00e4ter, im Jahr 2007, erhielt Gerhard Ertl, ehemaliger Direktor des Instituts, den Nobelpreis f\u00fcr Chemie f\u00fcr seine Studien zu chemischen Prozessen auf festen Oberfl\u00e4chen, die das Verst\u00e4ndnis katalytischer Reaktionen weiter vorantrieben, wobei eines der Schl\u00fcsselbeispiele die tiefen mechanistischen Einblicke waren, die er in die Ammoniaksyntheseprozesse durch den Einsatz von Modellkatalysatoren lieferte. Diese reiche Tradition der Exzellenz inspiriert und treibt weiterhin innovative Forschung am Institut voran, wie die neuesten Erkenntnisse \u00fcber multipromotierte industrielle Katalysatorsysteme f\u00fcr die Ammoniakproduktion belegen.<\/p>\n

Fazit<\/p>\n

Diese Studie beleuchtet die komplexen Dynamiken von Ammoniaksynthesekatalysatoren und bietet wertvolle Einblicke, die den Weg f\u00fcr zuk\u00fcnftige Innovationen in der industriellen Chemie ebnen k\u00f6nnten, einschlie\u00dflich der starken Notwendigkeit, die dynamische Natur aktiver katalytischer Oberfl\u00e4chen w\u00e4hrend der Arbeit zu ber\u00fccksichtigen. Durch das Verst\u00e4ndnis der Rolle von Promotoren und der entscheidenden Rolle des Aktivierungsprozesses k\u00f6nnen Forscher effizientere und nachhaltigere Katalysatoren f\u00fcr die Ammoniakproduktion entwickeln. Wir w\u00fcrdigen die Expertise und den Beitrag von Prof. Dr. Robert Schl\u00f6gl, der zusammen mit dem Team ausgezeichneter Wissenschaftler*innen zu diesem wichtigen wissenschaftlichen Beitrag gef\u00fchrt hat.\n <\/p>\n

Contact for scientific information:<\/p>\n

Prof. Dr. Thomas Lunkenbein, lunkenbein@fhi-berlin.mpg.de<\/p>\n

Original publication:<\/p>\n

https:\/\/www.nature.com\/articles\/s41467-025-63061-6<\/a><\/p>\n

More information:<\/p>\n

https:\/\/www.fhi.mpg.de\/2129919\/2025-09-22-Behind-the-scenes-of-ammonia-synthesis<\/a><\/p>\n

Images<\/b><\/p>\n

\"Hinter<\/a>
\n
Hinter den Kulissen der Ammoniaksynthese<\/p>\n

Copyright: \u00a9 FHI<\/p>\n

\n Criteria of this press release:
<\/strong>
\n Journalists, Scientists and scholars, all interested persons
Chemistry, Energy, Materials sciences, Nutrition \/ healthcare \/ nursing, Physics \/ astronomy
transregional, national
Research results, Scientific Publications
German\n <\/p>\n

\u00a0<\/p>\n

\n
\n Back<\/a>\n <\/dd>\n<\/dl>\n

<\/p>\n