Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας του κ. Αλέξανδρου Τσίντζουρα

με θέμα: «Μελέτη της ξηρής αναμόρφωσης του μεθανίου σε διμεταλλικούς καταλύτες με βάση το Ru-Ni»

Παρασκευή 21 Φεβρουαρίου 2020, Ώρα: 12:00 Αίθουσα: Κ3.Α17

 

Παρουσίαση Διπλωματικής Εργασίας του κ.  Αλέξανδρου Τσίντζουρα

με θέμα:   «Μελέτη της ξηρής αναμόρφωσης του μεθανίου σε διμεταλλικούς καταλύτες με βάση το Ru-Ni»

Παρασκευή 21 Φεβρουαρίου 2020, Ώρα: 12:00 Αίθουσα: Κ3.Α17

Εξεταστική Επιτροπή

 

  • Καθηγητής  Γεντεκάκης Ιωάννης  (επιβλέπων)
  • Επίκουρος Καθηγητής  Ξεκουκουλωτάκης Νικόλαος
  • Επίκουρη Καθηγήτρια Παναγιωτοπούλου Παρασκευή

                                                   

Περίληψη:

 

Το αντικείμενο της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η καταλυτική συμπεριφορά του μονομεταλλικού καταλύτη νικελίου (Ni) και του διμεταλλικού καταλύτη νικελίου-ρουθηνίου (Ni−Ru), όπως επίσης και η επίδραση των στηριζόμενων φορέων που αφορούν την Αλούμινα, Αλούμινα-Σύρια-Ζιρκόνια και Σύρια-Ζιρκόνια κατά την διεργασία της ξηρής αναμόρφωση βιοαερίου (DRM). Η διεργασία της ξηρής αναμόρφωσης βιοαερίου αφορά στην αντίδραση του μεθανίου (CH4) και του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) και με παραγωγή προϊόντων υδρογόνου (H2) και μονοξειδίου του άνθρακα (CO). Η διεργασία αυτή έχει αποκτήσει μεγάλο περιβαλλοντικό και βιομηχανικό πλεονέκτημα, καθώς μέσω αυτής της διεργασίας γίνεται εκμετάλλευση των δύο αέριων ρύπων και πιο συγκεκριμένα του CO2 και του CH4 τα οποία θεωρούνται σημαντικά ως προς τη συμβολή τους στο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Επιπλέον, τα δύο παραγόμενα αέρια αποτελούν τα κύρια συστατικά του βιοαερίου και του φυσικού αερίου και αποτελούν σχετικά φθηνές πρώτες ύλες για την παραγωγή syngas, δηλαδή αερίου σύνθεσης (H2/CO) και την μετέπειτα χρήση αυτού ως καύσιμο, γεγονός που κρίνεται ιδιαίτερα σημαντικό αν σκεφτεί κανείς ότι το H2 θεωρείται το καύσιμο του μέλλοντος για παραγωγή ηλεκτρισμού.

Για την πειραματική διαδικασία που αφορά την μελέτη της αντίδρασης, η σύσταση των αντιδρώντων που επιλέχθηκε είναι ισομοριακή ([CO2]/[CH4]=1/1). Όσον αφορά την περιεκτικότητα των καταλυτών σε ενεργά μέταλλα, για τον διμεταλλικό καταλύτη Ni−Ru η περιεκτικότητα είναι 1 % w.t Ru−10 % w.t Ni, ενώ για το μονομεταλλικό καταλύτη Ni είναι 10 % w.t Ni. Αυτοί οι καταλύτες είναι υποστηριγμένοι σε τρείς διαφορετικούς φορείς. Εκτός, από την κοινή ευρέως χρησιμοποιούμενη αλούμινα (γ−Al2O3), θα μελετηθούν και φορείς μικτών οξειδίων και πιο συγκεκριμένα οξειδίου του δημητρίου-σύριας (CeO2) και οξειδίου του ζιρκονίου-ζιρκόνιας (ZrO2) - (CZ) και συνδυασμό αυτών των δύο με την αλούμινα (ACZ). Γενικότερα, ο ρόλος των φορέων είναι αρκετά σημαντικός όσον αφορά στην ενίσχυση της καταλυτικής δραστηριότητας και στον περιορισμό της εναπόθεσης άνθρακα και κυρίως κατά τις διεργασίες της ξηρής αναμόρφωσης μεθανίου. Από τα αποτελέσματα που προκύπτουν, τόσο οι καταλύτες Νικελίου (Ni) όσο και οι διμεταλλικοί καταλύτες Νικελίου-Ρουθηνίου (Ni−Ru) που εξετάστηκαν, φαίνεται να μην παρουσιάζουν την τάση συσσωρευτικής εναπόθεσης άνθρακα στην επιφάνεια τους, που είναι και ο βασικός λόγος απενεργοποίησης τους στη αναμόρφωση υδρογονανθράκων. Επιπλέον, ενδιαφέρον παρουσιάζεται γύρω από τους μελετώμενους καταλύτες ως προς την σταθερότητα που προσδίδουν μετά τις οξειδoαναγωγικές μεταβολές που επιδέχονται. Επίσης, όσον αφορά την απόδοση τους στις υψηλές θερμοκρασίες παρατηρήθηκε ότι μεγαλύτερη ενεργότητα παρουσιάζουν οι καταλύτες Ni και Ni−Ru οι οποίοι είναι στηριζόμενοι στο φορέα αλούμινας (γ−Al2O3)