Μελέτη της αλληλεπίδρασης μετάλλου - φορέα κατά την υδρογόνωση του CO2 προς υδρογονάνθρακες με χρήση υποστηριγμένων καταλυτών Ru και Co
Loading...
Date
Authors
Συμιλλίδης, Αλέξανδρος
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Abstract
Η υδρογόνωση του CO2 έχει αποκτήσει παγκόσμιο ενδιαφέρον, όχι μόνο ως ανανεώσιμη πηγή ενέργειας, αλλά και ως μέσο για τη μείωση των εκπομπών CO2. Σε αυτήν την εργασία μελετάται η υδρογόνωση του CO2 χρησιμοποιώντας καταλύτες ρουθηνίου και κοβαλτίου εναποτεθειμένους σε υποστρώματα TiO2, YSZ (αγωγό ιόντων O2-), Al2O3 και ΒΖΥ (αγωγό πρωτονίων) σε μορφή σκόνης.
Σκοπός είναι η μεταξύ τους σύγκριση καθώς και σύγκριση με διμεταλλικούς καταλύτες που περιέχουν και τα δύο μέταλλα. Δεδομένου ότι το Ru έχει ως κύριο προϊόν το μεθάνιο σε υψηλή μετατροπή και ότι το κοβάλτιο οδηγεί σε μεγαλύτερο πλήθος υδρογονανθράκων, στόχος των διμεταλλικών καταλυτών είναι η επίτευξη ταυτόχρονα υψηλότερης μετατροπής και μεγαλύτερου πλήθους υδρογονανθράκων.
Ακόμα, μελετάται κατά πόσο η χρήση του ανιοντικού (YSZ) και του πρωτονιακού (ΒΖΥ) αγωγού ως φορείς επηρεάζει την απόδοση και την εκλεκτικότητα διμεταλλικών καταλυτών σε ένα ορισμένο θερμοκρασιακό εύρος.
Τα πειράματα εκτελέστηκαν σε αντιδραστήρα σταθεροποιημένης κλίνης σε θερμοκρασιακό εύρος 140 - 460oC και σε πιέσεις μέχρι 7 bar. Τα προϊόντα της αντίδρασης με καταλύτες Ru ήταν κυρίως CH4 και CO, ενώ με χρήση Co εμφανίστηκαν και υψηλότερα αλκάνια. Οι διμεταλλικοί καταλύτες, έδωσαν ακόμα μεγαλύτερο πλήθος υδρογονανθράκων από το Co, χωρίς να χαθεί η υψηλή μετατροπή των καταλυτών Ru. Επίσης, βρέθηκε ότι στις υψηλές θερμοκρασίες ο φορέας – αγωγός ανιόντων (YSZ) ενισχύει τη ρόφηση του υδρογόνου, ενώ ο φορέας – αγωγός κατιόντων (ΒΖΥ) ενισχύει τη ρόφηση του CO2 σε βάρος του υδρογόνου.
Τέλος, για τα αποτελέσματα των διμεταλλικών καταλυτών, έγινε ανάλυση σύμφωνα με το μοντέλο κατανομής πολυμερικών αλυσίδων Schultz – Flory (S-F), το οποίο περιγράφει έναν μη-επιλεκτικό πολυμερισμό επιφανειακών ειδών, μέσω της προσθήκης μονάδων άνθρακα, μία τη φορά, στο άκρο μίας αυξανόμενης αλυσίδας.
Description
Keywords
Yδρογόνωση του CO2, Ετερογενής κατάλυση, Καύσιμα από CO2, Υποστηριγμένοι καταλύτες, Διμεταλλικός, Υδρογονάνθρακες, Ρουθήνιο, Κοβάλτιο