Idrogenazione dell'anidride carbonica a combustibili liquidi = Hydrogenation of carbon dioxide to liquid fuels

L’anidride carbonica è un gas ad effetto serra prodotto da molteplici attività umane. Ad oggi, il livello di emissioni di CO2 rappresenta un problema per il pianeta: l’uso di tale molecola come materia prima per ottenere prodotti valorizzabili sul mercato è una prospettiva promettente nel nostro settore. In modo particolare, verrà studiata l’idrogenazione dell’anidride carbonica per produrre miscele idrocarburiche liquide. Quest’ultimo aspetto è un ulteriore vantaggio che si potrebbe raggiungere: far fronte alle limitate risorse di combustibili fossili. Al fine di facilitare l’idrogenazione dell’anidride carbonica sono stati sintetizzati e testati diversi catalizzatori a base ferro, in grado di far avvenire in serie la reazione di Rewerse Water Gas Shift che converte la CO2 a CO e la successiva idrogenazione del monossido di carbonio a idrocarburi secondo la sintesi di Fischer Tropsch. A tutto questo segue un ultimo step in presenza di una zeolite che interagisce con i prodotti della fase attiva determinando la produzione di isoparaffine e composti aromatici. Sono state sintetizzate in laboratorio due fasi ossido-metalliche Na-Fe3O4 secondo diverse metodologie. A queste si è aggiunta una zeolite commerciale HZSM-5 (Si/Al=40) secondo diverse modalità di contatto: il 'granule mixing' ovvero la miscela fisica di pellets dei due catalizzatori e le strutture ‘core-shell’ caratterizzate da un cuore di Na-Fe3O4 coperto da uno strato di zeolite. L’aggiunta della zeolite ha favorito la produzione di composti aromatici e isoparaffinici, tuttavia i catalizzatori core-shell non sono stati in grado di raggiungere le performances catalitiche dei 'granule mixed', mostrando una scarsa conversione verso la miscela combustibile liquida. Infine, per migliorare ulteriormente le performances catalitiche si sono sintetizzate due zeoliti MFI ‘gerarchizzate’ che sono state testate in miscela fisica con Na-Fe3O4. La struttura mesoporosa della zeolite gerarchizzata ha permesso di raggiungere i migliori risultati in assoluto, con una massima conversione e resa ad idrocarburi liquidi.