Η μελλοντική ενεργειακή επάρκεια καθώς και η περιβαλλοντική βιωσιμότητα του πλανήτη είναι αναγκαίο να εξασφαλιστούν άμεσα. Το υδρογόνο είναι ένας σημαντικός φορέας ενέργειας ώστε να καλυφθούν οι ενεργειακές ανάγκες και ταυτόχρονα να μειωθεί η εκπομπή ατμοσφαιρικών ρύπων. Το περισσότερο υδρογόνο που παράγεται σήμερα προέρχεται από ορυκτά καύσιμα και κυρίως φυσικό αέριο. Μακροπρόθεσμα, σημαντικά ποσά υδρογόνου θα προέλθουν από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, γεγονός που θα μειώσει σημαντικά τις εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Τα αποθέματα των ορυκτών καυσίμων δεν είναι ανεξάντλητα και η έρευνα έχει στραφεί στο υδρογόνο, το οποίο αρχικά θα παράγεται από φυσικό αέριο και ακολούθως από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας όπως η ηλιακή, η αιολική, η βιομάζα.
Στην παρούσα εργασία γίνεται βιβλιογραφική ανασκόπηση στο πεδίο της παραγωγής υδρογόνου από ορυκτά καύσιμα μέσω της αντίδρασης μετατόπισης με ατμό (Water Gas Shift, WGS) και συγχρόνως μελετώνται τα καταλυτικά συστήματα για τη διεργασία αυτή. Αρχικά περιγράφεται το παγκόσμιο ενεργειακό σύστημα, αναλύεται η ανάγκη εφαρμογής ενός νέου καθεστώτος και ο ρόλος του υδρογόνου στο ενεργειακό ισοζύγιο του πλανήτη. Στη συνέχεια περιγράφονται οι πηγές ενέργειας που χρησιμοποιούνται σήμερα, μη ανανεώσιμες και ανανεώσιμες, και δίνονται εκτιμήσεις για τις τεχνολογίες των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (ΑΠΕ). Στο δεύτερο κεφάλαιο περιγράφονται οι διάφορες μέθοδοι παραγωγής υδρογόνου. Στο τρίτο κεφάλαιο η έρευνα εστιάζει στις τελευταίες εξελίξεις στον τομέα ανάπτυξης καταλυτικών συστημάτων για παραγωγή υδρογόνου από φυσικό αέριο μέσω της αντίδρασης μετατόπισης με ατμό. Θα παρουσιαστούν διεξοδικά τα χαρακτηριστικά του καταλύτη για τη συγκεκριμένη διεργασία, λαμβάνοντας υπόψιν το κόστος παραγωγής του, τη δομή του, τη δραστικότητά του και τις συνθήκες πραγματοποίησης της αντίδρασης, ώστε να επιτυγχάνεται και η μέγιστη απόδοση. Τέλος, θα παρουσιαστούν τα συμπεράσματα της παρούσας μελέτης και θα αναδειχθούν οι τελευταίες εξελίξεις στον τομέα ανάπτυξης καταλυτικών συστημάτων για την παραγωγή Η2 μέσω της αντίδρασης WGS.
The future energy efficiency and environmental sustainability of earth is necessary to be preserved. Hydrogen is a major carrier of energy that can meet the energy needs and simultaneously reduce the emission of atmospheric pollutants. Most of the hydrogen produced today comes from fossil fuels, especially natural gas. In the long run, significant amounts of hydrogen will come from renewable energy sources which will significantly reduce emissions of carbon dioxide in the atmosphere. The reserves of fossil fuels are limited and research has focused on hydrogen, which will initially be produced from natural gas, followed by renewable energy sources such as solar, wind and biomass.
In this study a literature review in the field of hydrogen production from fossil fuels through the Water Gas Shift (WGS) reaction is performed while the catalytic systems used for this process are studied. Initially, the global energy system is described followed by the analysis of the need to implement a new system and the role of hydrogen in the energy balance of the planet. Next, the energy sources used today are described, both non-renewable and renewable and technology forecasts for the renewable energy sources (RES) are provided. In the second chapter the various hydrogen production methods are described. In the third chapter, the research primarily focuses on the latest developments in catalytic systems development for hydrogen production from natural gas by water gas shift reaction. The characteristics of the catalyst for the specific process will be thoroughly presented, considering the production cost, its structure, and its activity and reaction conditions in order to achieve the maximum yield. Finally, the conclusions of this study will present and highlight the latest developments in catalytic systems development for the production of H2 via the WGS reaction.
Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.
Κύρια Αρχεία Διατριβής
Καταλυτική παραγωγή Η2 από ορυκτά καύσιμα μέσω της αντίδρασης με ατμό - Identifier: 73070
Internal display of the 73070 entity interconnections (Node labels correspond to identifiers)
