Καταλυτική μετατροπή αερίων ρύπων με τη χρήση αντιδραστήρα
ατμοσφαιρικού πλάσματος (DBD) σαν πηγή ενέργειας

Μακρής, Αντώνης; Makris, Antonis

dc.contributor.author	Μακρής, Αντώνης	el
dc.contributor.author	Makris, Antonis	en
dc.date.accessioned	2022-02-06T16:51:45Z
dc.date.available	2022-02-06T16:51:45Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/54571
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.22269
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Αντιδραστήρας εκκένωσης διηλεκτρικού φράγματος	el
dc.subject	Καταλυτική υδρογόνωση διοξειδίου του άνθρακα	el
dc.subject	Σφαιρίδια καταλυτών	el
dc.subject	Εμπλουτισμένο δημήτριο	el
dc.subject	Ετερογενής κατάλυση	el
dc.subject	CO2 hydrogenation catalysis	en
dc.subject	Catalytic beads	en
dc.subject	Doped ceria oxide	en
dc.subject	Heterogeneous catalysis	en
dc.subject	Dielectric barrier discharge reactor	en
dc.title	Καταλυτική μετατροπή αερίων ρύπων με τη χρήση αντιδραστήρα ατμοσφαιρικού πλάσματος (DBD) σαν πηγή ενέργειας	el
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Χημική μηχανική-κατάλυση	el
heal.classification	Προηγμένες τεχνολογίες παραγωγής και αποθήκευσης ενέργειας	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021-10-05
heal.abstract	Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας ήταν η πειραματική μελέτη της καταλυτική υδρογόνωσης του διοξειδίου του άνθρακα (CO2) σε αντιδραστήρα εκκένωσης διηλεκτρικού φράγματος. Αρχικά μελετήθηκαν τα χαρακτηριστικά του πλάσματος, το οποίο στην παρούσα μέθοδο παράχθηκε με την εφαρμογή υψηλής τάσης εναλλασσόμενου ρεύματος στα αντιδρώντα αέρια. Στη συνέχεια αντιδραστήρας που είχε κατασκευασθεί στο Εργαστηρίου Τεχνολογίας Ανόργανων Υλικών, μελετήθηκε και βελτιώθηκε. Η μελέτη των ροών έγινε μέσω ρευστομηχανικών προσομοιώσεων με τη χρήση του προγράμματος COMSOL MULTIPHYSICS. Η βελτίωση του αντιδραστήρα αφορούσε κυρίως τα τμήματα εισόδου και εξόδου. Τα νέα τμήματα εισόδου εξόδου κατασκευάσθηκαν με τρισδιάστατή εκτύπωση από υλικό PETG. Με την ολοκλήρωση της μελέτης του αντιδραστήρα και των λοιπών συστημάτων, επόμενο βήμα ήταν η διεξαγωγή των πειραματικών μετρήσεων. Η τροφοδοσία ενέργειας για την παραγωγή πλάσματος πραγματοποιήθηκε μέσω μιας γεννήτρια υψηλής τάσης, με εύρος παραγόμενης τάσης από 0-20 kV και τα προϊόντα της αντίδρασης χαρακτηρίστηκαν μέσω αέριας χρωματογραφίας. Τα πειράματα πραγματοποιήθηκαν τόσο με όσο και χωρίς την χρήση καταλύτη, σε διάφορες εφαρμοζόμενες τάσεις. Σκοπός των πειραμάτων ήταν να ερευνηθεί η επίδραση της εφαρμοζόμενης τάσης και του καταλυτικού συστήματος, στην υδρογόνωση του διοξειδίου του άνθρακα (CO2). Οι καταλύτες που εξετάσθηκαν ήταν σωματίδια διοξειδίου του δημητρίου (CeO2), σωματίδια διοξειδίου του δημητρίου (CeO2) εμβαπτισμένα σε νιτρικό χαλκό (Cu(NO3)2), σωματίδια διοξειδίου του δημητρίου (CeO2) αναμειγμένα με σκόνη χαλκού (Cu) και σωματίδια οξειδίου του δημητρίου (CeO2) στα οποία έγινε προσθήκη 10% νικελίου (Ni). Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι η αύξηση της εφαρμοζόμενης διαφοράς δυναμικού, οδηγεί σε μεγαλύτερη μετατροπή του διοξειδίου του άνθρακα καθώς και σε μεγαλύτερη εκλεκτικότητα ως προς το μεθάνιο. Επιπλέον από τη σύγκριση των καταλυτών φάνηκε ότι το οξείδιο του δημητρίου ευνόησε ελαφρώς της αντιδράσεις. Αναφορικά με το ενεργό μέταλλο η χρήση του χαλκού δεν βελτίωσε τα αποτελέσματα, ενώ το νικέλιο έδωσε καλύτερες εκλεκτικότητες ως προς το μεθάνιο στα 5 και 10 kV.	el
heal.abstract	The aim of this thesis was the experimental study of carbon dioxide (CO2) hydrogenation in a dielectric barrier discharge reactor (DBD). At first plasma characteristics were studied. In this particular experiment plasma was produced by the application of high alternate voltage (AC). Then the reactor, which was built by the Laboratory of Inorganic Materials (LIMT), was studied and improved. The reactor flow analysis involved CFD simulations that were carried out in COMSOL MULTIPHYSICS program. Improvements were made for the inlet and outlet parts of the reactor, and the new parts were produced by 3D-printing method from PETG material. The next step was the experimental part. In our experiments the power supply was a high voltage generator with output of 0-20kV and the product evaluation was carried out with gas chromatography. Experiments were carried out with and without catalyst in different applied voltages. Our purpose was to evaluate the effects of the applied voltage and catalytic system, on the carbon dioxide (CO2) hydrogenation. The catalysts that we used were cerium ocide beads (CeO2), cerium oxide beads immersed in copper nitrate (CeO2/Cu(NO3)2), cerium oxide beads mixed with 10% copper powder (CeO2+Cu(powder)) and cerium oxide beads with 10% Nickel. The results indicate that by raising the applied voltage, higher carbon dioxide (CO2) conversion and methane (CH4) selectivity can be achieved. Moreover, the catalyst comparison showed that cerium oxide beads (CeO2) benefit the reactions slightly. In respect of the active metal, cooper (Cu) did not achieve any better results, but nickel (Ni) reached higher methane selectivity at 5 and 10kV.	el
heal.advisorName	Αργυρούσης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Αργυρούσης, Χρήστος	el
heal.committeeMemberName	Καραντώνης, Αντώνης	el
heal.committeeMemberName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Σύνθεσης και Ανάπτυξης Βιομηχανικών Διαδικασιών (IV). Εργαστήριο Τεχνολογίας Ανόργανων Υλικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	99 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false