Catalytic hydrogenation of carbon dioxide (CO2) to methane (CH4): Current status and perspectivesCatalytic hydrogenation of carbon dioxide (CO2) to methane (CH4): Current status and perspectivesΚαταλυτική υδρογόνωση του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) σε μεθάνιο (CH4): Τρέχουσα κατάσταση και προοπτικές Διπλωματική Εργασία Diploma Work 2023-04-102023enThe excessive use of fossil fuels has led to an unprecedented increase in the concentration of CO2 in the atmosphere. This increase plays the most important role in exacerbating the greenhouse effect and contributing to imminent climate change. As the irreversible effects of climate change become increasingly apparent, the need for a sustainable solution is now at the forefront of both scientific and political agendas. Many of the solutions suggested, entail the substitution of conventional energy sources and the development of environmentally friendly and energy-efficient technologies. Among these solutions is the idea of converting CO2 into useful chemical products and/or fuels, such as methane (CH4) or alcohols. This diploma thesis focuses on CO2 catalytic methanation as an alternative solution. The objective of this research is to analyze the efficiency of the process using low-cost materials and highly active catalysts. Within this context, the parameters that affect the efficiency of the Sabatier reaction are examined. Then, CO2 capture and H2 production are reviewed, by focusing on technologies that are not powered by fossil fuels. The study also examines the performance of the reaction over various catalytic materials, as well as its environmental impact and financial sustainability. The findings of this research provide valuable insight into the potential of CO2 catalytic methanation as a sustainable solution to reduce CO2 emissions and mitigate the effects of climate change. Η αλόγιστη χρήση των ορυκτών καυσίμων έχει οδηγήσει σε μια άνευ προηγουμένου αύξηση της συγκέντρωσης του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στην ατμόσφαιρα. Αυτή η αύξηση παίζει τον σημαντικότερο ρόλο για την επίταση του φαινομένου του θερμοκηπίου και την επικείμενη κλιματική αλλαγή. Με τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής να γίνονται όλο και πιο φανερές, η ανάγκη μιας βιώσιμης λύσης βρίσκεται στην κορυφή των επιστημονικών και πολιτικών προτεραιοτήτων. Πολλές από τις προτεινόμενες λύσεις, συνεπάγονται με την αντικατάσταση των συμβατικών μορφών ενέργειας και την αναζήτηση περιβαλλοντικά φιλικών και ενεργειακά αποδοτικών νέων τεχνολογιών. Ανάμεσα στις λύσεις βρίσκεται και η μετατροπή του CO2 σε χρήσιμα χημικά προϊόντα ή/και καύσιμα όπως το μεθάνιο (CH4) ή αλκοόλες. Η παρούσα Διπλωματική Εργασία (ΔΕ) εστιάζει στη καταλυτική μεθανοποίηση του CO2 ως μία εναλλακτική λύση. Ο σκοπός αυτής της έρευνας είναι να αναλύσει την αποδοτικότητα της διεργασίας χρησιμοποιώντας χαμηλού κόστους υλικά και υψηλής δραστικότητας καταλύτες. Σε αυτό το πλαίσιο, οι παράμετροι που επηρεάζουν την απόδοση της αντίδρασης του Sabatier εξετάζονται. Έπειτα, η συλλογή CO2 και παραγωγή H2 αξιολογούνται, με έμφαση στις τεχνολογίες που δεν απαιτούν χρήση ορυκτών καυσίμων. Σε αυτήν την εργασία εξετάζεται επίσης η απόδοση της αντίδρασης για διάφορα καταλυτικά υλικά, καθώς και το περιβαλλοντικό της αντίκτυπο και η οικονομική της βιωσιμότητα. Τα ευρήματα αυτής της έρευνας παρέχουν πολύτιμες πληροφορίες για τις δυνατότητες της καταλυτικής μεθανοποίησης του CO2 ως μια βιώσιμη λύση για την μείωση των εκπομπών CO2 και στην άμβλυνση των επιδράσεων της κλιματικής αλλαγής. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/Πολυτεχνείο Κρήτης::Σχολή Μηχανικών Παραγωγής και ΔιοίκησηςMarakakis_Antonis_Dip_2023.pdfChania [Greece]Library of TUC2023-04-10application/pdf1.6 MBfree Marakakis Antonios Μαρακακης Αντωνιος Konsolakis Michail Κονσολακης Μιχαηλ Papaefthymiou Spyridon Παπαευθυμιου Σπυριδων Ipsakis Dimitrios Ιψακης Δημητριος Πολυτεχνείο Κρήτης Technical University of Crete Κατάλυση Catalysis Μετατροπή διοξειδίου του άθρακα Carbon Dioxide Conversion Συνθετικό φυσικό αέριο Synthetic natural gas