Valutazione e sviluppo di un reattore per il cracking dell'ammoniaca per applicazioni distribuite = Evaluation and development of an ammonia Cracking Reactor for distributed applications

Valutazione e sviluppo di un reattore per il cracking dell'ammoniaca per applicazioni distribuite. Ormai è sempre più evidente la stretta connessione tra riscaldamento globale ed emissioni dei gas serra. La maggior parte delle emissioni è da attribuire al rilascio di CO2 da parte della combustione dei combustibili fossili e dei processi industriali. È per questo motivo che negli ultimi anni ci si sta focalizzando su alternative sostenibili al petrolio, come l’idrogeno derivante da fonti rinnovabili. Tuttavia l’idrogeno ha delle enormi problematiche legate allo stoccaggio e al trasporto ed è per questo motivo che si sta valutando l’efficienza di carrier energetici di H2. In questo lavoro di tesi si è deciso di trattare l’ammoniaca, uno dei carrier più efficienti per quanto riguarda i trasporti su lunghe distanze e le infrastrutture per il trasporto. Si darà spazio alle diverse tipologie reattoristiche per la decomposizione dell’ammoniaca a idrogeno, sottolineando i vantaggi di alcuni reattori rispetto ad altri. In particolare sarà presentato il dimensionamento di un reattore catalitico a fibre cave per la produzione di H2 da inviare in una fuel cell al fine di ottenere una richiesta energetica pari a 1 MW, atta a soddisfare le esigenze di una piccola comunità energetica. Come ultimo step, per studiare la il sistema, si è validato un modello steady state che descriva il comportamento di un reattore catalitico a membrana (CMR), mostrando efficienze di conversione dell’ammoniaca molto alte al variare di temperatura, pressione e tipo di catalizzatore. Questo studio evidenzia quindi i vantaggi dell’utilizzo dell’ammoniaca come carrier e le nuove tecnologie presenti in letteratura per promuovere un futuro più ecologico e che offra la possibilità di ridurre l'impatto ambientale delle attività energetiche globali.