آمونیاک مرک به عنوان یک ماده اولیه مهم برای صنعت کودهای نیتروژن دار دارای پتانسیل امیدوارکننده ای به عنوان یک بردار انرژی قابل ارسال است.
تقاضای فعلی برای کودها و چشماندازهای آینده برای استفاده از آمونیاک در کاربردهای انرژی، نیروهای محرکه اصلی برای جستجوی فرآیندهای سنتز آمونیاک پایدار هستند.
روشهای نوآورانه سنتز آمونیاک به منظور جایگزینی فرآیند مرسوم هابر بوش شامل روشهای فوتوکاتالیستی، الکتروشیمیایی، فوتوالکتروشیمیایی و روشهای مبتنی بر پلاسما است.
عملاً، فرآیند هابر-بوش در محدوده دمای بالا (400-500 °C) و فشار بالا (10-20MPa) به منظور شکستن پیوند Ntriple bondN و به دنبال آن واکنش هیدروژناسیون قرار می گیرد.
این شرایط واکنش شدید انرژی مصرف می کند و 2 درصد از عرضه انرژی سالانه جهانی را مصرف می کند و در نتیجه تقریباً 1.5 درصد از انتشار CO2 جهانی را به همراه دارد.
بنابراین، مسیرهای سنتز آمونیاک پایدار دارای اهمیت است زیرا در آینده از نظر زیست محیطی و اقتصادی مطلوب خواهند شد. آمونیاک فاقد کربن است و می توان از آن به عنوان یک بردار انرژی برای تبدیل به هیدروژن بدون انتشار کربن استفاده کرد.
سلول های سوختی به جای سوخت های فسیلی غیر قابل تجدید، تولید برق پاک تر و کارآمدتری را ارائه می دهند و نامزدهای امیدوارکننده ای برای تنوع بخشیدن به منابع تجدیدپذیر به منظور غلبه بر انتشار گازهای گلخانه ای هستند.
پیل های سوختی از طریق واکنش های الکتروشیمیایی با مصرف واکنش دهنده های خارجی، الکتریسیته و گرما تولید می کنند و تبدیل مستقیم سوخت به الکتریسیته را فراهم می کنند.
سلولهای سوختی اکسید جامد (SOFC) دارای الکترولیت سرامیکی جامد اکسید فلزی هستند، معمولاً از مخلوط هیدروژن-کربن مونوکسید تشکیل شده از اصلاح داخلی سوخت هیدروکربنی و هوا استفاده میکنند که اکسیدان است.
هدف فن آوری SOFC جلوگیری از تشکیل NOx با تولید N2، ارائه یک تولید برق سازگار با محیط زیست، استفاده از طیف گسترده ای از سوخت ها، و کاربردهای آنها کارایی بالاتر و دوام سلولی افزایش یافته را نسبت به سلول های سوختی هیدروژنی ارائه می دهد.
آمونیاک عملکرد مشابهی با پیلهای سوختی هیدروژنی نشان میدهد و پتانسیل امیدوارکنندهای به عنوان سوخت در SOFC برای تولید برق پاک دارد.
در مورد تغذیه آمونیاک، تجزیه آند در نتیجه تشکیل نیترید نیکل در آند رخ می دهد. تغذیه آمونیاک از پیش تجزیه شده به طور موثری واکنش نیتریداسیون بین آمونیاک و نیکل را کاهش می دهد، در این حالت، مخلوط H2 و N2 به SOFC وارد می شود تا واکنش بین آمونیاک و آند از بین برود.