Sintesi e caratterizzazione di catalizzatori per l'ossidazione parziale del metano

Abstract

Le emissioni di CO₂ dai combustibili fossili contribuiscono all’effetto serra e stanno attirando crescente attenzione. Le energie rinnovabili potrebbero sostituire i combustibili fossili e ridurre l’inquinamento, ma il loro sviluppo è limitato dall'assenza di innovazioni tecniche che ne permettano lo sfruttamento su vasta scala. Nella transizione energetica è fondamentale la ricerca sui metodi di produzione di idrogeno (H₂), considerato un importante vettore energetico per la decarbonizzazione. Un metodo di recente di produzione è l'accoppiamento, in un reattore a membrana, della scissione catalitica dell'acqua con l'ossidazione parziale del metano (POM), quest'ultima finalizzata principalmente al consumo dell'ossigeno prodotto nella reazione precedente. Lo scopo del lavoro di tesi è pertanto lo studio di catalizzatori metallici in grado di favorire la POM anche in condizioni sfavorevoli, come la presenza di un forte eccesso di metano.

CO₂ emissions from fossil fuels contribute to the greenhouse effect and are attracting increasing attention. Renewable energies could replace fossil fuels and reduce pollution, but their development is limited by the lack of technological innovations capable to allow their exploitation on a large scale. Research into hydrogen (H₂) production methods is crucial in the energy transition, as it is considered an important energy carrier for decarbonization. A recent production method is the coupling, in a membrane reactor, of catalytic water splitting with partial oxidation of methane (POM), the latter primarily aimed at consuming the oxygen produced in the previous reaction. Therefore the aim of the thesis is to study metal catalysts capable of promoting POM even under unfavorable conditions, such as the presence of a large excess of methane.