Αναζήτηση

Πλοήγηση

• Κοινότητες
• Συγγραφείς
• Έτος
• Τίτλοι
• Θέματα

Ο Χώρος μου

• Είσοδος

Μελέτη της υδρογόνωσης του CO2 προς CH4 σε μονο- και δι μεταλλικούς καταλύτες Ni και Ru-Ni υποστηριζόμενους σε μεσοπορώδεις πυριτίες

Pasalopoulos Andreas

Πλήρης Εγγραφή

---

Περίληψη

Ο αντίκτυπος της κλιματικής αλλαγής στον άνθρωπο και στα διάφορα οικοσυστήματα, εξαιτίας της αυξανόμενης ατμοσφαιρικής συγκέντρωσης αερίων του θερμοκηπίου (κυρίως CO2) από ανθρωπογενείς δραστηριότητες, απαιτεί την ανάπτυξη και εφαρμογή μεθόδων και στρατηγικών για τον μετριασμό αυτής της δυσμενούς πορείας. Η λεγόμενη δέσμευση και χρήση διοξειδίου του άνθρακα (Carbon dioxide Capture and Utilization, CCU) είναι μια κορυφαία τεχνολογία προς αυτή την κατεύθυνση, η οποία βρίσκεται επί του παρόντος στην πρώτη γραμμή της έρευνας στον τομέα της κατάλυσης. Σε αυτό το πλαίσιο, η αντίδραση Sabatier, δηλαδή η υδρογόνωση του CO2 για παραγωγή CH4, φαίνεται να αποτελεί μια ελπιδοφόρα εναλλακτική λύση για την ανάκτηση και ανακύκλωση του εκπεμπόμενου CO2, ενώ η πρακτική εφαρμογή της, μπορεί να συμβάλλει στον περιορισμό της χρήσης των ορυκτών καυσίμων και κατ΄ επέκταση τη μείωση του CO2 στην ατμόσφαιρα. Επιπλέον, η αντίδραση Sabatier μπορεί να θεωρηθεί ένας ασφαλής τρόπος αποθήκευσης και μεταφοράς του H2 μέσω της λεγόμενης διαδικασίας Power-to-Gas (PtG), η οποία ξεπερνά τις δυσκολίες ασφαλείας και τα δαπανηρά υλικά που σχετίζονται με τη μεταφορά του H2 που προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Η αντίδραση Sabatier ευνοείται θερμοδυναμικά σε χαμηλές θερμοκρασίες (περίπου 200–450 °C) που οδηγεί σε υψηλές τιμές εκλεκτικότητας σε CH4. Για το λόγο αυτό η έρευνα έχει στραφεί στην ανάπτυξη καταλυτών υψηλής ενεργότητας, ικανούς να προσφέρουν υψηλή μετατροπή CO2, στην περιοχή χαμηλών θερμοκρασιών, όπου η εκλεκτικότητα σε CH4 συνήθως προσεγγίζει το 100%. Η παρούσα εργασία στοχεύει να διερευνήσει την καταλυτική υδρογόνωση του CO2 σε μονομεταλλικούς καταλύτες Ni και διμεταλλικούς καταλύτες Ni και Ru, που υποστηρίζονται σε μεσοπορώδη υλικά MCM-41.Αρχικά, πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις ποροσιμετρίας, από τις οποίες εξήχθησαν συμπεράσματα σχετικά με τα δομικά χαρακτηριστικά των υπό μελέτη καταλυτών. Στην συνέχεια, μελετήθηκε η καταλυτική ενεργότητα, η εκλεκτικότητα και η σταθερότητα σε συνθήκες παρατεταμένης λειτουργίας των μονομεταλλικών (Ni) και διμεταλλικών (Ru-Ni) καταλυτών.Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν σε αντιδραστήρα στερεάς κλίνης, σε τροφοδοσία σταθερής σύστασης, με λόγο H2/CO2=4 που αντιστοιχεί στη στοιχειομετρία της αντίδρασης Sabatier. Από τα αποτελέσματα των παραπάνω πειραμάτων προκύπτει ότι η αύξηση της περιεκτικότητας σε Ni στους μονομεταλλικούς καταλύτες βελτιώνει τη μετατροπή CO2 και την παραγωγή σε CH4. Επιπλέον, βρέθηκε ότι η αλλαγή της σύστασης του καταλύτη με σταδιακή αντικατάσταση του Ni από Ruενισχύει την απόδοση της αντίδρασης Sabatier. Τέλος, διαπιστώθηκε ότι τα υλικά αυτά παρουσιάζουν εξαιρετική σταθερότητα υπό συνθήκες παρατεταμένης λειτουργίας.

Διαθέσιμα αρχεία

Υπηρεσίες