Παρουσίαση διπλωματικής εργασίας του κου Ίκαρου-Αναστάσιου Φράγκου

"Υδρογόνωση του CO2 προς παραγωγή μεθανίου σε υποστηριγμένα νάνο-σωματίδια Rh. Επίδραση του φορέα."

με θέμα Υδρογόνωση του CO2 προς παραγωγή μεθανίου σε υποστηριγμένα νάνο-σωματίδια Rh. Επίδραση του φορέα.

Παρασκευή 12 Ιουλίου 2019, Ώρα:12:00 Αίθουσα: Κ2.Α3

Εξεταστική Επιτροπή

  • Καθηγητής Ιωάννης Γεντεκάκης (επιβλέπων)
  • Καθηγητής Ευάγγελος Γιδαράκος
  • Δρ. Γραμματική Γούλα

Περίληψη:

Στην εποχή μας η πλειοψηφία των ενεργιακών  μας αναγκών  καλύπτεται είτε άμεσα είτε έμεσα από την καύση ορυκτών καυσίμων, κύριο παράγωγο της οποίας είναι το διοξείδιο του άνθρακα (CO2). Η αύξηση της συγκέντρωσης του CO2 στην ατμόσφαιρα, ως αποτέλεσμα της ανεξέλεγκτης χρήσης ορυκτών καυσίμων, αποτελεί έναν από τους κύριους παράγοντες που συμβάλλουν στην ενίσχυση του φαινομένου του θερμοκηπίου επιφέροντας ανεπιθύμητες κλιματικές αλλαγές. Είναι επιτακτική, λοιπόν, η ανάγκη ανάπτυξης τεχνολογιών οι οποίες θα αντικαταστήσουν την χρήση ορυκτών καυσίμων και θα καταπολεμήσουν την συσσώρευση του CO2 στην ατμόσφαιρα. Μία πολλά υποσχόμενη λύση, η οποία είναι ικανή να προσφέρει λύσεις και στα δύα αυτά ζητήματα είναι η αντίδραση υδρογόνωσης του CO2  προς παραγωγή ενώσεων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εναλλακτικά καύσιμα υψηλής ενεργειακής απόδοσης όπως π.χ. το μεθάνιο, το μονοξείδιο του άνθρακα και η μεθανόλη.

 Στην παρούσα διπλωματική μελετάται η καταλυτική αποδοτικότητα που έχουν τρείς καταλύτες ροδίου Rh, κάθε ένας εκ των οποίων υποστηρίζεται σε διαφορετικό φορέα, στην αντίδραση υδρογόνωσης του CO2 προς παραγωγή μεθανίου. Κατά την πειραματική διαδικασία που έλαβε χώρα παρασκευάστηκαν, χαρακτηρίστηκαν και δοκιμάστηκαν οι εξής καταλύτες: 1%Rh/Al2O3, 1%Rh/50%CeO2 50%ZrO2 και 1%Rh / 80%Al2O3 10%CeO2 10%ZrO2.

Ακολούθησε μέτρηση της ολικής επιφάνειας SΒΕT (m2/g) και του πορώδους των φορέων και των καταλυτών γίνεται με τη μέθοδο BET μέσω των ισόθερμων προσρόφησης-εκρόφησης Ν2 στους -196°C. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκαν πειράματα καταλυτικής ενεργότητας στα οποία μελετήθηκε η απόδοση του κάθε καταλύτη στην αντίδραση υδρογόνωσης του CO2 προς παραγωγή μεθανίου (μεθανοποίηση).  Ποσότητα 50mg του κάθε καταλύτη τοποθετήθηκε σε αντιδραστήρα στερεάς κλίνης στον οποίο υπήρχε συνεχόμενη ροή 100 cm3/min αέριου μίγματος αναλογίας 20% H2, 5% CO2 και 75% αδρανές Ar, υπό πίεση 1atm. Στον αντιδραστήρα εφαρμόστηκε σταδιακή θέρμανση μέχρι τους 600oC με τις λήψεις χρωματογραφημάτων να γίνονται ανά 30oC.

Ο καταλύτης 1%Rh / 80%Al2O3 10%CeO2 10%ZrO2 παρουσίασε τις υψηλότερες αποδόσεις στην αντίδραση υδρογόνωσης του CO2 με τον 1%Rh/ Al2O3 να παρουσιάζει πολύ κοντινές τιμές. Αντιθέτως ο 1%Rh/50%CeO2 50%ZrO2 παρουσίασε αρκετά χαμηλότερες αποδόσεις.