Produzione di idrogeno rinnovabile e gas di sintesi mediante reazione di dry reforming

Abstract

La presente tesi sperimentale si propone di valutare le performance catalitiche di catalizzatori derivanti da idrotalciti contenenti nickel e rutenio e anche catalizzatori innovativi a base nickel e cobalto supportati su nano-piastrine di grafene (Gnp) per la reazione di dry reforming. Le prove sono state condotte utilizzando una linea catalitica su scala di laboratorio, che ha permesso di studiare la reazione a diverse temperature. In particolare, sono stati acquisiti i profili di assorbanza dei reagenti e del monossido di carbonio prodotto a temperatura costante al fine di valutare sia le performances sia una possibile disattivazione dei catalizzatori in condizioni di stato stazionario. Per quanto riguarda i campioni supportati su Gnp, è stata valutata, in fase di pre-riduzione, tramite spettroscopia FT-IR, la perdita di carbonio e il relativo incremento della concentrazione di fase attiva, consentendo una migliore comprensione dei dati ottenuti. I catalizzatori testati sono risultati ottimi candidati per la reazione di dry reforming, consentendo di ottenere valori di conversione dei reagenti pari a quelle dell’equilibrio termodinamico, nelle condizioni sperimentali di prova quando testati alle alte temperature.

This experimental thesis aims to evaluate the catalytic performance of nickel- and ruthenium-containing hydrotalcite-derived catalysts and nickel- and cobalt-based catalysts supported on graphene nano-platelets for the dry reforming reaction. The tests were conducted using a laboratory-scale catalytic line, which allowed the reaction to be studied at different temperatures. In particular, the absorbance profiles of both the reactants and carbon monoxide, produced at constant temperature were collected and analysed, in order to evaluate the possible deactivation upon steady state conditions. In the case of carbon-supported samples, the pre-reduction phase by FT-IR spectroscopy was evaluated aiming at estimate the carbon loss and the relative increase in active phase concentration. The tested catalysts resulted in excellent candidates for the dry reforming reaction, achieving conversion values of the reactants approaching those forecasted by the thermodynamic equilibrium at high temperatures.