ΠΡΟΣΩΠΙΚΟ

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ

Το Εργαστήριο Ετερογενούς Κατάλυσης (ΕΕΚ) ανήκει στο Τμήμα Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών. Ιδρύθηκε το 1987 και διευθύνεται από τον καθηγητή Ξενοφώντα Βερύκιο. Σήμερα, το ερευνητικό προσωπικό του ΕΕΚ αποτελείται από 2 μέλη ΔΕΠ, 1 ερευνητή, 1 μεταδιδακτορικό συνεργάτη, 6 μεταπτυχιακούς φοιτητές και 2 υπαλλήλους για διοικητική και γραμματειακή υποστήριξη.

Στο ΕΕΚ διεξάγεται βασική και εφαρμοσμένη έρευνα, με έμφαση στη σύνθεση, το χαρακτηρισμό και τη βελτιστοποίηση καταλυτικών υλικών, την ανάλυση και το σχεδιασμό αντιδραστήρων, και την ανάπτυξη καινοτόμων διεργασιών περιβαλλοντικού και ενεργειακού ενδιαφέροντος. Μελετούνται, επίσης, η αλληλεπίδραση των αντιδρώντων μορίων με τις καταλυτικές επιφάνειες, και η κινητική και η μηχανισμός των καταλυτικών αντιδράσεων σε ευρεία περιοχή θερμοκρασιών.

Το ΕΕΚ έχει συμμετάσχει σε μεγάλο αριθμό ερευνητικών προγραμμάτων χρηματοδοτούμενων από την Ευρωπαϊκή ένωση, Εθνικούς πόρους και από τη βιομηχανία, με συνολικό προϋπολογισμό που ξεπερνά τα 6.000.000 €. Οι δημοσιεύσεις του Εργαστηρίου σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά με κριτές ξεπερνούν τις 250, ενώ τα πρωτότυπα αποτελέσματα προστατεύονται από 7 Εθνικά, Ευρωπαϊκά και διεθνή διπλώματα ευρεσιτεχνίας.

ΒΑΣΙΚΟΣ ΕΞΟΠΛΙΣΜΟΣ

Το ΕΕΚ είναι άρτια εξοπλισμένο και έχει αναπτύξει την απαραίτητη μεθοδολογία και τις τεχνικές που απαιτούνται για τη σύνθεση, το χαρακτηρισμό, την αξιολόγηση και τη βελτιστοποίηση καταλυτών και αντιδραστήρων, καθώς και για την κινητική και μηχανιστική μελέτη αντιδράσεων. Σε αυτές περιλαμβάνονται: (α) τεχνικές σύνθεσης (φωτο)καταλυτών στη μορφή κόνεων, λεπτών υμενίων ή δομημένων υλικών, (β) τεχνικές χαρακτηρισμού που βασίζονται σε ένα ευρύ φάσμα φασματοσκοπικών και μικροσκοπικών μεθόδων (DRS, DRIFTS, BET, UV/vis, πρόσβαση σε XRD, Raman, SEM/EDX, TEM, UPS, XPS), (γ) πλήρη συστήματα για την αξιολόγηση (φωτο)καταλυτών εξοπλισμένα με αναλυτικά όργανα για την ποσοτική και ποιοτική ανάλυση των αντιδρώντων και των προϊόντων της υπό μελέτη αντίδρασης στην αέρια και την υγρή φάση (GC, GC/MS, UV/vis); (δ) συσκευές για την εκτέλεση πειραμάτων με τεχνικές TPD, TPO, TPR, TPSR, και άλλων δυναμικών πειραμάτων (transient-MS, DRIFTS) για τη μελέτη του μηχανισμού των αντιδράσεων.

ΕΡΓΑ-ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Τα τελευταία χρόνια, το ΕΕΚ έχει πρωτοπορήσει, σε παγκόσμια κλίμακα, σε δύο τομείς επιστημονικής και τεχνολογικής έρευνας, οι οποίοι έχουν προσελκύσει το ενδιαφέρον μεγάλου αριθμού επιστημόνων:

(α) Ετερογενής καταλυτική αναμόρφωση βιοκαυσίμων, όπως η βιοαιθανόλη, το βιοαέριο και το βιοέλαιο, για την παραγωγή υδρογόνου για εφαρμογές κυψελών καυσίμου ή αερίου σύνθεσης για την παραγωγή χημικών ενώσεων,
(β) Φωτοκαταλυτική αναμόρφωση προϊόντων και παραγώγων βιομάζας για την παραγωγή υδρογόνου σε συνθήκες περιβάλλοντος.

Στον πρώτο τομέα, προτάθηκε μια ολοκληρωμένη διεργασία, η οποία περιλαμβάνει την αξιοποίηση αποβλήτων βιομάζας, καλλιεργειών “ενεργειακών” φυτών και γεωργικών υπολειμμάτων για την παραγωγή βιοαιθανόλης και βιοαερίου. Αυτή η διεργασία έχει περιγραφεί σε διεθνή διπλώματα ευρεσιτεχνίας και έχει προσελκύσει σημαντικό ενδιαφέρον. Εκτός από την ολοκληρωμένη διεργασία, αναπτύχθηκαν και βελτιστοποιήθηκαν καταλύτες για τα διάφορα στάδιά της όπως οι αντιδράσεις αναμόρφωσης, μετατόπισης του CO με ατμό, και η εκλεκτική μεθανοποίηση του CO, καθώς και καινοτόμες διαμορφώσεις αντιδραστήρων με ενσωματωμένα καταλυτικά υλικά και προηγμένους μηχανισμούς μεταφοράς θερμότητας. Με τον τρόπο αυτό, αναπτύχθηκαν συμπαγείς και εξαιρετικά αποτελεσματικοί αντιδραστήρες. Οι καινοτόμοι καταλύτες και οι αντιδραστήρες που αναπτύχθηκαν έχουν αποτελέσει το αντικείμενο τριών διεθνών διπλωμάτων ευρεσιτεχνίας .

Στο δεύτερο τομέα έρευνας, δείχθηκε για πρώτη φορά ότι τρεις άφθονες και ανανεώσιμες πηγές (ηλιακό φως, βιομάζα και νερό) μπορούν να χρησιμοποιηθούν με αποτελεσματικό τρόπο για την παραγωγή υδρογόνου και ενέργειας με χρήση κυψελών καυσίμου. Διαπιστώθηκε ότι η αναμόρφωση συστατικών και παραγώγων της βιομάζας προς υδρογόνο μπορεί να επιτευχθεί σε συνθήκες περιβάλλοντος με χρήση ηλιακής ακτινοβολίας και ενός φωτοκαταλύτη. Αυτή η διεργασία, θα μπορούσε να αντικαταστήσει τις ενεργειακά απαιτητικές θερμικές καταλυτικές διεργασίες, οι οποίες λαμβάνουν χώρα σε υψηλές θερμοκρασίες (~800 ^οC). Ωστόσο, ο ρυθμός παραγωγής υδρογόνου που έχει επιτευχθεί μέχρι σήμερα είναι πολύ χαμηλός, ώστε να μην επιτρέπει πρακτικές εφαρμογές. Οι τρέχουσες προσπάθειες στο ΕΕΚ επικεντρώνονται στην ανάπτυξη φωτοκαταλυτικών υλικών με αυξημένη απόκριση στην ορατή ακτινοβολία, ώστε να αυξηθεί ο ρυθμός παραγωγής υδρογόνου σε πρακτικώς ελκυστικά επίπεδα.
 
Τρέχοντα Ερευνητικά Προγράμματα

1. “Development and pilot plant demonstration of hydrogen production from solar energy and biomass (waste) compounds and derivatives at ambient conditions mediated by nanostructured photocatalysts”. 2008 E.ON International Research Initiative Call "Application of Nanotechnology in the Energy Business( Contract No: 2008/24_DCE-UoPatras). Budget (LHC): 376 k€. Duration: 36 months   (2009-2012).
2. “Development of novel Photo-Fuel Cells for the production of hydrogen and electricity via oxidation of organic compounds with the use of solar radiation” (PhotoFuelCell). Program: THALES, Ministry of Education Lifelong Learning and Religious Affairs (MIS 379320). Budget (LHC): 183 k€. Duration: 48 months (2011-2015).
3. “Production of energy carriers from biomass by-products” (Glycerol2Energy). Program: THALES, Ministry of Education Lifelong Learning and Religious Affairs (MIS 379333). Budget (LHC): 153 k€. Duration: 48 months (2011-2015).
4. “New catalytic processes for the production of second generation biofuels” (CAT-BIOFUEL). Program: THALES, Ministry of Education Lifelong Learning and Religious Affairs, (MIS 380405). Budget (LHC): 170 k€. Duration: 48 months (2011-2015)
5. “Development of low cost PEM fuel cells based on novel low and non-Pt electrocatalysts (NonPt-PEM). Programme: Greece-China Cooperation 2012-2014» (ΕPΑΝ-ΙΙ) (12CHN269). Budget (LHC): 55 k€. Duration: 36 months (2012-2015),
6. “Development of an innovative, energy efficient and environmentally friendly power system, operating with hydrogen and fuel cell, for standalone refrigeration applications” (HyPEMRef). Programme: Cooperation (11ΣΥΝ_7_396). Budget (LHC): 160 k€. Duration: 30 months (2012-2015).