Caratterizzazione e modellazione del catalizzatore PdO/Co3O4 supportato su schiuma a cella aperta di zirconia per l’abbattimento di metano residuo = Characterization and modelling of the PdO/Co3O4 catalyst supported on zirconia open cell foam for residual methane abatement.

La richiesta continua di energia derivante dai combustibili fossili ha contribuito all’incremento di concentrazione dei gas serra in atmosfera. Dai dati riportati nell’ Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), dal 2011 viene riportata una media annuale di 410 ppm per l’anidride carbonica (CO2), 1866 ppb per il metano (CH4), e 332 ppb per l’ossido di diazoto (N2O). Il gas naturale, composto principalmente da metano, svolge un ruolo importante nella transizione a breve e medio termine verso sistemi energetici sostenibili, è abbondante e meno costoso rispetto agli altri combustibili e dalla sua combustione si ottengono minori quantità di inquinanti, avendo un contenuto di impurità inferiore rispetto agli altri idrocarburi. Nonostante ciò, è da considerare il suo maggior potenziale sul riscaldamento globale rispetto all’anidride carbonica (GWPCH4=28), a tal proposito sono indispensabili strategie di mitigazione nei suoi confronti. La combustione catalitica del metano rappresenta la più promettente delle tecnologie. Nel presente lavoro di tesi viene condotto uno studio di tale tecnologia, considerando un catalizzatore strutturato così formulato: 3wt.% PdO/100mg Co3O4 supportato da una schiuma a base di Zirconia (30ppi). I campioni sono stati sottoposti a caratterizzazione chimico-fisica ed è stata condotta un’analisi dei risultati ottenuti in laboratorio, è stato condotto uno studio preliminare sul trasporto di materia coinvolto, sugli aspetti cinetici e sui modelli geometrici in grado di rappresentare una cella ideale, catturando il maggior numero possibile dei parametri geometrici della schiuma reale e dalla cui combinazione con altre celle uguali è stato possibile costruire il modello geometrico della schiuma e studiare e realizzare su di esso un modello in grado di replicare il processo di convezione-diffusione-reazione sulla geometria utilizzando il software COMSOL Multiphysics 4.4a.