![Ιδρυματικό Αποθετήριο [SANDBOX]](images/dias.logo.png "Ιδρυματικό Αποθετήριο [SANDBOX]"){kind=logo}
Ιδρυματικό Αποθετήριο [SANDBOX]
Πολυτεχνείο Κρήτης
Πολυτεχνείο Κρήτης
EN
|
EL
| URI | http://purl.tuc.gr/dl/dias/49B61FEB-3545-43C2-AA18-68E9C289D833 | - |
| Αναγνωριστικό | https://doi.org/10.26233/heallink.tuc.104012 | - |
| Γλώσσα | el | - |
| Μέγεθος | 55 σελίδες | el |
| Τίτλος | Αναμόρφωση του βιοαερίου σε καταλύτη Ni υποστηριγμένο σε CeO2 παρασκευασμένη με διαφορετικές μεθόδους | el |
| Τίτλος | Biogas reforming on Ni catalyst supported on CeO2 synthesized with different methods | en |
| Δημιουργός | Pavlineri Maria | en |
| Δημιουργός | Παυλινερη Μαρια | el |
| Συντελεστής [Επιβλέπων Καθηγητής] | Gentekakis Ioannis | en |
| Συντελεστής [Επιβλέπων Καθηγητής] | Γεντεκακης Ιωαννης | el |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Gournis Dimitrios | en |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Γουρνης Δημητριος | el |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Panagiotopoulou Paraskevi | en |
| Συντελεστής [Μέλος Εξεταστικής Επιτροπής] | Παναγιωτοπουλου Παρασκευη | el |
| Εκδότης | Πολυτεχνείο Κρήτης | el |
| Εκδότης | Technical University of Crete | en |
| Ακαδημαϊκή Μονάδα | Technical University of Crete::School of Chemical and Environmental Engineering | en |
| Ακαδημαϊκή Μονάδα | Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος | el |
| Περίληψη | Η παρούσα διπλωματική εργασία αφορά τη μελέτη της αναμόρφωσης του βιοαερίου με τη χρήση μονομεταλλικών καταλυτών νικελίου (Ni) υποστηριγμένων σε οξείδιο του δημητρίου (CeO2), των οποίων οι φορείς είχαν διαφορετικούς νανοσχηματισμούς. Στόχος της έρευνας είναι η αξιολόγηση της καταλυτικής ενεργότητας και σταθερότητας αυτών των καταλυτών στην αντίδραση της ξηρής αναμόρφωσης μεθανίου (CH4) με διοξείδιο του άνθρακα (CO2), η οποία αποτελεί μία πολλά υποσχόμενη τεχνολογία για την παραγωγή αερίου σύνθεσης (syngas) με ταυτόχρονη μείωση των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου. Παρουσιάζεται το θεωρητικό υπόβαθρο της διεργασίας της ξηρής αναμόρφωσης μεθανίου, η οποία αποτελεί μία καταλυτική αντίδραση μετατροπής CH₄ και CO₂ σε αέριο σύνθεσης, με ιδιαίτερη σημασία για την ενεργειακή αξιοποίηση και την περιβαλλοντική διαχείριση αερίων θερμοκηπίου. Εξετάζονται επίσης οι ιδιότητες των φορέων CeO2 και οι επιπτώσεις των διαφορετικών μεθόδων παρασκευής στη διαμόρφωση της δομής και της καταλυτικής τους συμπεριφοράς. Στο πειραματικό μέρος, παρασκευάστηκαν φορείς διοξειδίου του δημητρίου (CeO2) με διαφορετικές μεθόδους, οι οποίοι χρησιμοποιήθηκαν για τη σύνθεση μονομεταλλικών καταλυτών Νικελίου (Ni) με φόρτιση μετάλλου 10% (10% w.t. Ni/CeO2) και χαρακτηρίστηκαν με τεχνικές XRD και BET, ώστε να προσδιοριστούν η κρυσταλλική δομή και η ειδική επιφάνεια των καταλυτών. Στη συνέχεια, αξιολογήθηκε η καταλυτική τους ενεργότητα στη διεργασία της ξηρής αναμόρφωσης του μεθανίου σε εύρος θερμοκρασιών 350-750°C, υπό ισομοριακή σύσταση αντιδρώντων (CH4/CO2 = 50%:50%) και συνολική παροχή 50 cc/min. Η καταλυτική σταθερότητα μελετήθηκε σε συνθήκες συνεχούς λειτουργίας για 30 ώρες στους 750°C. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η μέθοδος παρασκευής επηρεάζει σημαντικά την καταλυτική απόδοση, με συγκεκριμένους καταλύτες να παρουσιάζουν υψηλή μετατροπή του CO2 και CH4, καθώς και αυξημένη αντοχή στη συσσώρευση άνθρακα. Ο καταλύτης 10% Ni/CeO2, του οποίου ο φορέας CeO2 παρασκευάστηκε με την υδροθερμική μέθοδο, εμφάνισε τη μεγαλύτερη ενεργότητα, προσεγγίζοντας τα μέγιστα ποσοστά μετατροπής (περίπου 85%) σύμφωνα με τη καμπύλη ισορροπίας της θερμοδυναμικής της αντίδρασης DRM, που συναντάται στη βιβλιογραφία. Οι καταλύτες 10% Ni/CeO2, του οποίου ο φορέας CeO2 παρασκευάστηκε με την μέθοδο της συγκαταβύθισης, και 10% Ni/CeO2, του οποίου ο φορέας είναι εμπορικά διαθέσιμος, εμφάνισαν χαμηλότερα ποσοστά μετατροπής, περίπου 30 και 50% αντίστοιχα. Επιπλέον, ως προς την σταθερότητα του καταλύτη Ni/CeO2, που ο φορέας CeO2 παρασκευάστηκε με την μέθοδο της συγκαταβύθισης, μετά από παρατεταμένη λειτουργία στους 750℃ παρατηρήθηκε σημαντική μείωση της απόδοσης του. Συμπερασματικά, η εργασία αυτή συμβάλλει στην κατανόηση της σχέσης μεταξύ της μεθόδου σύνθεσης των καταλυτών Ni/CeO2 και της απόδοσής τους στη διαδικασία της ξηρής αναμόρφωσης του μεθανίου, προσφέροντας σημαντικές πληροφορίες για την ανάπτυξη αποτελεσματικότερων και πιο ανθεκτικών καταλυτικών συστημάτων για τη βιώσιμη παραγωγή αερίου σύνθεσης. | el |
| Περίληψη | This diploma thesis concerns the study of biogas reforming using monometallic nickel (Ni) catalysts supported on cerium oxide (CeO₂), with different nanostructures. The aim of the research is to evaluate the catalytic activity and stability of these catalysts in the dry reforming of methane (CH₄) with carbon dioxide (CO₂), a promising technology for the production of synthesis gas (syngas) while simultaneously reducing greenhouse gas emissions. The theoretical background of the dry reforming of methane is presented, which is a catalytic reaction that converts CH₄ and CO₂ into syngas, holding particular importance for energy utilization and environmental management of greenhouse gases.The properties of the CeO₂ supports are also examined, as well as the effects of different synthesis methods on the structural and catalytic behavior of the materials. In the experimental section, cerium oxide (CeO₂) supports were synthesized using various methods and were subsequently used for the preparation of monometallic nickel catalysts with a 10 wt.% metal loading (10 wt.% Ni/CeO₂) and characterized using XRD and BET techniques, in order to determine their crystalline structure and specific surface area. The catalytic activity of the materials was then evaluated in the dry reforming of methane over a temperature range of 350–750°C, under equimolar reactant composition (CH₄/CO₂ = 50%:50%) and a total flow rate of 50 cc/min. Catalytic stability was studied under continuous operation conditions for 30 hours at 750°C. The results showed that the preparation method significantly affects catalytic performance, with certain catalysts exhibiting high CH₄ and CO₂ conversion and increased resistance to carbon deposition. The 10% Ni/CeO₂ catalyst, whose CeO2 support was prepared by the hydrothermal method, demonstrated the highest activity, approaching the maximum conversion values (approximately 85%) according to the thermodynamic equilibrium curve of the DRM reaction reported in the literature. The 10% Ni/CeO₂ catalyst, whose CeO2 support was prepared by the precipitation method, and the 10% Ni/CeO₂ catalyst, whose CeO2 support is commercially available, showed lower conversion rates, approximately 30% and 50% respectively. Furthermore, regarding the stability of the Ni/CeO₂-Pr catalyst, a significant decline in performance was observed after prolonged operation at 750°C. In conclusion, this study contributes to the understanding of the relationship between the synthesis method of Ni/CeO₂ catalysts and their performance in the dry reforming of methane, offering valuable insights for the development of more efficient and durable catalytic systems for the sustainable production of synthesis gas. | en |
| Τύπος | Διπλωματική Εργασία | el |
| Τύπος | Diploma Work | en |
| Άδεια Χρήσης | http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ | en |
| Ημερομηνία | 2025-07-16 | - |
| Ημερομηνία Δημοσίευσης | 2025 | - |
| Θεματική Κατηγορία | Κατάλυση | el |
| Θεματική Κατηγορία | Catalysis | en |
| Θεματική Κατηγορία | Dry methane reforming | en |
| Θεματική Κατηγορία | Ξηρή αναμόρφωση μεθανίου | el |
| Βιβλιογραφική Αναφορά | Μαρία Παυλινέρη, "Αναμόρφωση του βιοαερίου σε καταλύτη Ni υποστηριγμένο σε CeO2 παρασκευασμένη με διαφορετικές μεθόδους", Διπλωματική Εργασία, Σχολή Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος, Πολυτεχνείο Κρήτης, Χανιά, Ελλάς, 2025 | el |
| Βιβλιογραφική Αναφορά | Maria Pavlineri, "Biogas reforming on Ni catalyst supported on CeO2 synthesized with different methods", Diploma Work, School of Chemical and Environmental Engineering, Technical University of Crete, Chania, Greece, 2025 | en |
Copyright © DIAS 2013
