Ottimizzazione dell'elettrolita per la sintesi dell'ammoniaca mediata dal litio = Electrolyte optimization for the lithium-mediated ammonia synthesis

La crescente necessità di metodi di sintesi dell'ammoniaca efficienti e rispettosi dell'ambiente ha portato a un crescente interesse per i processi elettrochimici. Questa tesi magistrale esplora il campo innovativo della sintesi elettrochimica dell'ammoniaca, concentrandosi in particolare sui processi mediati dal litio come alternativa promettente ai metodi convenzionali, come il processo Haber-Bosch, noto per il suo elevato consumo energetico. L'obiettivo principale di questa ricerca è quello di sviluppare tecniche elettrochimiche per la sintesi dell'ammoniaca attraverso lo studio e l'ottimizzazione di elettroliti organici in condizioni ambientali, al fine di migliorare i tassi di produzione e le efficienze Faradaiche. Gli aspetti chiave di questo studio includono la selezione e l'ottimizzazione di elettroliti organici basati su solventi come il tetraidrofurano (THF) e il diglime, oltre alla valutazione del bilancio energetico e di massa del processo mediante tecniche analitiche avanzate, come la Spettroscopia di Impedenza Elettrochimica (EIS) e l'analisi del Tempo di Rilassamento della Distribuzione (DRT). Attraverso un design sperimentale ben strutturato e un'analisi approfondita, questa tesi stabilisce un quadro per migliorare la reazione di riduzione dell'azoto (NRR). La scelta accurata di solventi, elettroliti e concentrazioni di etanolo è fondamentale per creare un ambiente favorevole a una sintesi efficiente dell'ammoniaca. L'applicazione della Spettroscopia di Impedenza Elettrochimica (EIS) e dell'analisi del Tempo di Rilassamento della Distribuzione (DRT) fornisce informazioni preziose sulle caratteristiche di impedenza del sistema e sui potenziali meccanismi di perdita, guidando il percorso verso l'ottimizzazione del processo e il miglioramento delle prestazioni. I risultati di questa ricerca evidenziano la necessità cruciale di approcci innovativi nella sintesi elettrochimica dell'ammoniaca per affrontare le sfide energetiche e ambientali associate ai metodi di produzione tradizionali. Contribuendo allo sviluppo di tecniche di produzione dell'ammoniaca più sostenibili ed efficienti, questo studio mira a favorire futuri progressi nell'ingegneria chimica, offrendo un potenziale nuovo paradigma per la produzione di ammoniaca.