Mehrstufige, zwischengekühlte, adiabatische Hordenreaktoren sind die technisch vorherrschende Lösung für die großtechnische Ammoniaksynthese. Diese reagieren jedoch empfindlich auf Lastwechsel und Betriebsänderungen, sodass es zu erheblichen Temperaturschwankungen im Reaktor und damit zum Totalausfall der Gesamtanlage kommen kann. Mithilfe detaillierter, multiskaliger Reaktormodelle, die sowohl adiabatische als auch neuartige polytrope (gekühlte) Reaktorkonzepte abbilden, erfolgt eine systematische Analyse des statischen und dynamischen Verhaltens dieser Ammoniakreaktoren.

Die elektrochemische Stickstoffreduktionsreaktion (NRR) ermöglicht eine einstufige und energiesparende Synthese von Ammoniak auf Basis erneuerbarer Energien. Da bisherige Elektrokatalysatoren nur sehr geringe großtechnisch nicht relevante Produktionsmengen erzielen, werden neuartige Metall-Stickstoff-Kohlenstoffe (M-N-Cs) mit NRR-Selektivität in Bezug auf die konkurrierende Wasserstoffentwicklung bei weitgehender Vermeidung kritischer Rohstoffe entwickelt und getestet.