Διοξείδιο του άνθρακα | Τεχνολογίες ελέγχου εκπομπών CO2 | Καταλυτικές μετατροπές CO2, | Φωτοκατάλυση CO2
260
Περιέχει: πίνακες, σχήματα, εικόνες.
Οι αυξανόμενες εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2) στην ατμόσφαιρα εξαιτίας της καύσης ορυκτών καυσίμων συνοδεύεται από δυσμενείς περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Η επικρατέστερη από αυτές είναι η υπερθέρμανση του πλανήτη και συνεπώς, η κλιματική αλλαγή που οφείλεται στο εντεινόμενο φαινόμενο του θερμοκηπίου. Η εκτεταμένη παραγωγή εκπομπών CO2 από τους διαφόρους τομείς των ανθρωπογενών δραστηριοτήτων συνιστά μια βαρυσήμαντη πρόκληση για τους μηχανικούς και επιστήμονες ανά την υφήλιο. Στην παρούσα εργασία ερευνώνται οι (φωτο) καταλυτικές διεργασίες μετατροπής του CO2 σε προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας. Ειδικότερα, στο πρώτο κεφάλαιο αναφέρεται εκτενώς το πρόβλημα των εκπομπών CO2 και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις που το συνοδεύουν, όπως η αύξηση της παγκόσμιας θερμοκρασίας, η οξίνιση των ωκεανών και η επίδραση του αυξανόμενου CO2 στα φυτά. Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται ενδελεχώς οι τεχνολογίες περιορισμού των εκπομπών CO2 που αφορούν στη χρήση εναλλακτικών καυσίμων ή ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, στη δέσμευση και στο διαχωρισμό του CO2 από τα απαέρια διαφόρων πηγών, στην αποθήκευση και στη χρήση του αερίου αυτού προς πολύτιμα χημικά προϊόντα. Ακολούθως, στο τρίτο κεφάλαιο αναφέρονται οι συμβατικές καταλυτικές διεργασίες μετατροπής του CO2, όπου το ίδιο εφαρμόζεται ως ήπιο οξειδωτικό διαφόρων υδρογονανθράκων, ενώ παράλληλα αξιοποιείται σε αντιδράσεις υδρογόνωσης και καρβοξυλίωσης. Πρόσθετα, παρουσιάζονται εναλλακτικές τεχνολογίες στη μετατροπή του CO2, όπως οι ηλεκτροκατάλυση, βιοκατάλυση και κατάλυση υποβοηθούμενη από πλάσμα. Τέλος, στο τέταρτο κεφάλαιο αναφέρεται η διεργασία φωτοκατάλυσης του CO2 υπό τη χρήση ετερογενών καταλυτών, μαζί με τις βασικές αρχές, τους φωτοκαταλύτες, τα αναγωγικά μέσα, τους φωτοαντιδραστήρες, την εκλεκτικότητα και τις λειτουργικές παραμέτρους που χαρακτηρίζουν συνολικά τη διεργασία.
Increasing emissions of carbon dioxide (CO2) into the atmosphere due to fossil fuels combustion are accompanied by adverse environmental effects. The most prevalent of these is global warming and therefore, climate change due to the intensifying greenhouse effect. Extensive CO2 emissions from various sectors of anthropogenic activity pose a significant challenge for engineers and scientists around the world. In the present work we investigate the (photo) catalytic processes of CO2 conversion into high value-added products. In particular, the first chapter discusses extensively the problem of CO2 emissions and the accompanying environmental effects, such as global warming, ocean acidification and the impact of rising CO2 on plants. The second chapter presents rigorously the CO2 emissions reduction technologies related to the use of alternative fuels or renewable energy sources, capture and separation of CO2 from the exhaust gases of various sources, storage and utilization of this gas towards valuable chemicals. Subsequently, in the third chapter the conventional catalytic CO2 conversion processes are mentioned, where it is applied as a mild oxidant to various hydrocarbons, while simultaneously it is utilized in hydrogenation and carboxylation reactions. In addition, alternative technologies in CO2 conversion are introduced, such as electrocatalysis, biocatalysis and plasma-assisted catalysis. Finally, the fourth chapter mentions the process of photocatalysis of CO2 using heterogeneous catalysts, alongside with the basic principles, photocatalysts, reducing agents, photoreactors, selectivity and operating parameters that characterize the whole process.
(Φωτο) Καταλυτική μετατροπή του CO2 σε προϊόντα υψηλής προστιθέμενης αξίας.