Παραγωγή υδρογόνου μέσω αναμόρφωσης του προπανίου και του υγροποιημένου αερίου του πετρελαίου (LPG) με ατμό

Abstract

Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας από κυψέλες καυσίμου με ενδιάμεση παραγωγή υδρογόνου (Η₂) αποτελεί μια πολλά υποσχόμενη και φιλική προς το περιβάλλον τεχνολογία. Το Η₂μπορεί να παραχθεί μέσω της καταλυτικής αντίδρασης αναμόρφωσης με ατμό διαφόρων ενώσεων όπως της αιθανόλης, της μεθανόλης, του φυσικού αερίου, του υγροποιημένου αερίου του πετρελαίου (Liquefied Petroleum Gas, LPG) καθώς και διαφόρων παραγώγων του πετρελαίου. Μεταξύ αυτών, το LPG παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον εξαιτίας της υψηλής ενεργειακής του πυκνότητας και της εύκολης αποθήκευσης και μεταφοράς του μέσω καλά αναπτυγμένων υποδομών που επιτρέπουν τη χρήση του παγκοσμίως. Το LPG αποτελεί μείγμα υδρογονανθράκων, κυρίως προπανίου (C₃H₈) και βουτανίου (C₄H₁₀), σε ποικίλες συστάσεις ανάλογα με την πηγή προέλευσής του, τη διαδικασία ανάκτησης του και την εποχή. Οι αντιδράσεις αναμόρφωσης του C₃H₈ και του C₄H₁₀ με ατμό είναι ισχυρά ενδόθερμες, με αποτέλεσμα μέγιστες αποδόσεις σε Η₂ να είναι εφικτές σε υψηλές θερμοκρασίες (τυπικά >700^oC). Βασικό μειονέκτημα της αντίδρασης αναμόρφωσης του LPG με ατμό είναι η εναπόθεση άνθρακα, λόγω διάσπασης των ενδιάμεσα παραγόμενων CH₄, C₂H₄ και C₂H₆,η οποία οδηγεί σε σταδιακή απενεργοποίηση του καταλύτη. Για τον λόγο αυτό, είναι επιτακτική η ανάγκη ανάπτυξη ενεργών και σταθερών καταλυτών ικανών να μετατρέπουν εκλεκτικά το LPG σε H₂ παρεμποδίζοντας ταυτόχρονα την ανεπιθύμητη εναπόθεση άνθρακα.

Στo πρώτο μέρος του σεμιναρίου θα παρουσιαστούν τα χαρακτηριστικά του Η₂, οι εφαρμογές του και τα πλεονεκτήματα που προκύπτουν από τη χρήση του. Επιπλέον, θα περιγραφούν οι κυριότερες καταλυτικές διεργασίες που έχουν αναπτυχθεί για την παραγωγή Η₂ για εφαρμογές κυψελίδων καυσίμου δίνοντας έμφαση στην αντίδραση αναμόρφωσης του LPG με ατμό. Στο δεύτερο μέρος του σεμιναρίου θα παρουσιαστούν πρόσφατα ερευνητικά αποτελέσματα που έχουν προκύψει στο Εργ. Περιβαλλοντικής Κατάλυσης του Πολυτεχνείου Κρήτης σχετικά με την επίδραση των φυσικοχημικών ιδιοτήτων των καταλυτικών υλικών και των λειτουργικών παραμέτρων αντίδρασης στην ενεργότητα, την εκλεκτικότητα και τη σταθερότητα των καταλυτών για τις αντιδράσεις αναμόρφωσης του C₃H₈ και μείγματος C₃H₈/C₄H₁₀ με ατμό.

Speakers Short CV

H Δρ. Παρασκευή Παναγιωτοπούλου είναι Αναπληρώτρια Καθηγήτρια στη Σχολή Χημικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος του Πολυτεχνείου Κρήτης και υπεύθυνη του Εργαστηρίου Περιβαλλοντικής Κατάλυσης. Αποφοίτησε από το Τμήμα Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών το 2001 και το 2006 έλαβε Μεταπτυχιακό Δίπλωμα Ειδίκευσης και Διδακτορικό στη Χημική Μηχανική από το ίδιο Τμήμα. Από το 2006 έως το 2012 εργάζονταν ως μεταδιδακτορική ερευνήτρια στο εργαστήριο «Ετερογενούς Κατάλυσης» του Τμήματος Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Πατρών και παράλληλα (2010-2012) ως εντεταλμένος Λέκτορας (ΠΔ 407/1980) στο Τμήμα Χημείας του Πανεπιστημίου Πατρών και στο Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων Αγροτικών Προϊόντων και Τροφίμων του Πανεπιστημίου Δυτικής Ελλάδας. Τη περίοδο 2012-2014 εργάστηκε ως Postdoctoral Researcher στο Catalysis Center for Energy Innovation (CCEI) του Τμήματος Chemical and Biomolecular Engineering του Πανεπιστημίου του Delaware στις Η.Π.Α..Τις περιόδους 2011-2012 και 2017-2021 διετέλεσε Συνεργαζόμενο Εκπαιδευτικό Προσωπικό στη Σχολή Θετικών Επιστημών και Τεχνολογίας του Ελληνικού Ανοιχτού Πανεπιστημίου. Οι ερευνητικές της δραστηριότητες εστιάζονται στην περιοχή της ετερογενούς κατάλυσης και, ειδικότερα, στη σύνθεση και το χαρακτηρισμό καταλυτικών υλικών, καθώς και την διερεύνηση της κινητικής και του μηχανισμού καταλυτικών αντιδράσεων, που σχετίζονται με περιβαλλοντικές και ενεργειακές εφαρμογές. Το επιστημονικό της έργο έχει δημοσιευθεί σε 52 άρθρα επιστημονικών περιοδικών (impact factor έως 19.503), 2 κεφάλαια σε βιβλία διεθνών οίκων και έχει παρουσιαστεί σε μεγάλο αριθμό διεθνών (46 εργασίες) και εθνικών (24 εργασίες) συνεδρίων. Το δημοσιευμένο έργο της έχει λάβει μέχρι στιγμής 3950 αναφορές με δείκτη Hirsch h=33 (πηγή scopus). Η ίδια έχει συντελέσει κριτής ενός μεγάλου αριθμού άρθρων σε διεθνή επιστημονικά περιοδικά υψηλής απήχησης και κριτής ερευνητικών έργων. Είναι Επιστημονικά Υπεύθυνη και Συντονίστρια δύο ερευνητικών έργων χρηματοδοτούμενα από το Ελληνικό Ίδρυμα Έρευνας και Καινοτομίας (ΕΛ.ΙΔ.Ε.Κ.) και τη Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας (Γ.Γ.Ε.Τ.), ενώ ήταν (ή είναι) μέλος της ερευνητικής ομάδας 11 επιπλέον ερευνητικών έργων. Είναι επιβλέπουσα τριών διδακτορικών διατριβών που εκπονούνται στο Πολυτεχνείο Κρήτης και έχει επιβλέψει ένα μεγάλο αριθμό μεταπτυχιακών και διπλωματικών εργασιών που εκπονήθηκαν στο Πολυτεχνείο Κρήτης και το Ελληνικό Ανοικτό Πανεπιστήμιο.