Sviluppo di catalizzatori Fischer-Tropsch per la produzione di e-fuels da CO2: effetto dei pretrattamenti e dell’acidità della zeolite = Development of Fischer-Tropsch catalysts for the production of e-fuels from CO2: effect of pretreatments and zeolite acidity

Il cambiamento climatico rappresenta una delle principali sfide dei nostri tempi, l’aumento esponenziale della concentrazione dei gas serra, come la CO₂, ha provocato importanti cambiamenti climatici. La CO₂ è una sostanza molto stabile dal punto di vista chimico, che tende a non reagire con altre sostanze, rimanendo inalterata. Tuttavia, tramite un processo di riduzione catalitica che richiede temperature e pressioni superiori a quelle ambientali, è possibile farla reagire per ottenere prodotti ad alto valore aggiunto, quali paraffine, olefine ed altri composti organici, normalmente contenuti nei carburanti. Questo lavoro di tesi prosegue quello precedentemente iniziato dal collega, il dottor Alessandro Padua, che prevedeva l'utilizzo di catalizzatori a base di Fe₃O₄ dopato con il 5% in peso di Na, al quale sono state aggiunte diverse zeoliti, differenziate per il diverso rapporto SiO₂/Al₂O₃. I catalizzatori, sia prima che dopo aver catalizzato la reazione, sono stati caratterizzati con diverse tecniche quali BET, XRD, XPS, TPD e IR. I prodotti liquidi derivanti sono stati analizzati per determinare sia la composizione dell’olio ottenuto, tramite DHA e ASTM D-86, sia i prodotti ossigenati presenti nell’acqua tramite HPLC. Dai risultati dei test effettuati, il campione senza zeolite migliore è risultato essere il campione AC400, con una conversione media di CO₂ del 39,8% e una selettività verso composti C6+ del 41,4%. Per proseguire la ricerca, tuttavia, è stato considerato il campione con il solo pretrattamento “A”, il quale mostra una conversione media di CO₂ del 37,7% e una selettività verso composti C6+ del 34,7%. Nei test effettuati con il campione “A” accoppiato alla zeolite, considerando solo la conversione della CO₂, la più performante risulta essere la MFI-38 con una conversione media del 45,3%. Tenendo conto, invece, della selettività verso catene C6+ e della produzione di paraffine, la migliore risulta essere la MFI-80, con una selettività media verso paraffine del 17,8% contro il 6,4% della MFI-38.