Φωτοκαταλυτική αναγωγή του διοξειδίου του άνθρακα με σκοπό την παραγωγή καυσίμων (solar fuels)

Photocatalytic reduction of carbon dioxide in order to produce solar fuels (Αγγλική)

  1. MSc thesis
  2. Ζωγραφιστού, Χριστίνα
  3. Κατάλυση και Προστασία του Περιβάλλοντος (ΚΠΠ)
  4. 19 Σεπτεμβρίου 2021 [2021-09-19]
  5. Ελληνικά
  6. 138
  7. Πούλιος, Ιωάννης
  8. Κονταρίδης, Δημήτριος
  9. Τεχνητή φωτοσύνθεση, ηλιακά καύσιμα, αναγωγή του CO2, ανανεώσιμες πηγές ενέργειας
  10. 1
  11. 68
  12. 59
    • Η παρούσα διπλωματική εργασία αποσκοπεί στη μελέτη της φωτοκαταλυτικής αναγωγής του διοξειδίου του άνθρακα μέσω της τεχνητής φωτοσύνθεσης, με σκοπό την παραγωγή ηλιακών καυσίμων. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται αναφορά στην ενεργειακή κρίση λόγω μείωσης των αξιοποιήσιμων αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων και στην αλλαγή που υφίσταται το κλίμα λόγω των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα. Μια πολλά υποσχόμενη και αποτελεσματική λύση για την αντιμετώπιση των προβλημάτων αυτών αποτελεί η τεχνητή φωτοσύνθεση. Για να γίνει κατανοητός ο μηχανισμός λειτουργίας της στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται οι βασικές αρχές της φυσικής φωτοσύνθεσης και κάποια στοιχεία φυσικής ημιαγωγών. Στα επόμενα κεφάλαια γίνεται η βασική μελέτη της διεργασίας, Το τρίτο κεφάλαιο αφορά τους πιθανούς μηχανισμούς μετατροπής του διοξειδίου του άνθρακα με διαφορετικά αναγωγικά, τα πιθανά ενδιάμεσα και τελικά προϊόντα. Στο τέταρτο κεφάλαιο δίνονται οι διαφορετικές σχέσεις που έχουν οριστεί για τον υπολογισμό της απόδοσης της φωτοκαταλυτικής αναγωγής του διοξειδίου του άνθρακα σε ηλιακά καύσιμα. Εν συνεχεία, παρουσιάζονται οι πιο βασικές μέθοδοι όπως τροποποιήσεις, ενίσχυση, τρόπος σύνδεσης των ημιαγωγών κλπ, για βελτιστοποίηση της απόδοσης με κάποια παραδείγματα ημιαγωγών στους οποίους έχουν γίνει τέτοιου είδους αλλαγές επιφέροντας θετικά αποτελέσματα. Τέλος γίνεται μια προσπάθεια κατηγοριοποίησης των ημιαγωγών με βάση τον τρόπο παρασκευής τους και αναφέρονται αντίστοιχοι καταλύτες με καλές αποδόσεις. Συμπερασματικά όμως καταλήγουμε μέσω τις εργασίας πως ενώ έχει υπάρξει μεγάλη πρόοδος στον τομέα αυτό , υπάρχει περιθώριο έρευνας για βελτιστοποίηση των καταλυτών ως προς την απόδοση αλλά και την εκλεκτικότητα.
    • This thesis intents to study the photocatalytic reduction of carbon dioxide via the artificial photosythesis process, in order to produce solar fuels. In the first chapter there is a reference to the energy crisis due to the reduction of the usable fossil fuel reservoirs and the climate change which occurs because of carbon dioxide emissions. One promising and effective solution to deal with these problems is artificial photosynthesis. To make this mechanism comprehensible, in the second chapter the basic rules of natural photosynthesis are presented as well as some data of semiconductor physics. In the next chapters the basic rules of the process are examined. The third chapter involves the possible mechanisms of carbon dioxide conversion with different reduction agents, the possible intermediates and final products. In the fourth chapter different equations for detecting the efficiency of the photocatalytic carbon dioxide reduction reaction into solar fuels, are given. Furthermore, the basic methods like modification, doping, different junctions of semiconductors etc. for enhancing the efficiency are mentioned, along with some examples of semiconductors who have been implemented to such alteration with a positive outcome. Finally, there is an effort to categorize semiconductors based on the construction method and there is reference of some which showed good efficiency. In conclusion we end up through this essay, that even though there has been a lot of progress in this field, there is still room for improvement of the catalysts in use as far as efficiency and selectivity is concerned.
  14. Items in Apothesis are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.