title: Επίδραση του φορέα στην καταλυτική συμπεριφορά καταλυτών με βάση το Ir κατά την ξηρή αναμόρφωση του βιοαερίου
Creators: name: Παλιουδακη Γεωργια
Publisher: name: Technical University of Crete
Year: 2016

description: Η παρούσα μεταπτυχιακή διπλωματική εργασία στοχεύει στην πειραματική μελέτη καταλυτών Ir, στηριγμένων σε διάφορους φορείς, ως προς την απόδοσή τους κατά την αντίδραση της ξηρής αναμόρφωσης του βιοαερίου. Οι φορείς που ερευνήθηκαν είναι η αλουμίνα (Αl2O3) και τα τροποποιημένα οξείδια του δημητρίου (CeO2) και του ζιρκονίου (ZrO2). Η ξηρή αναμόρφωση του βιοαερίου αξιοποιεί ταυτόχρονα το βιοαέριο και το διοξείδιο του άνθρακα, δύο εξαιρετικά σημαντικούς ρύπους, προς παραγωγή αερίου σύνθεσης σύμφωνα με την αντίδραση:

CH_4+CO_2↔2H_2+2CO,              ΔΗ_298Κ^ο=247kJ/mol 

Πιο συγκεκριμένα μελετήθηκαν οι καταλύτες 1%Ir/GDC, 1%Ir/YSZ και 1%Ir/Al2O3. Μέσα από τη διεξαγωγή πειραμάτων καταλυτικής απόδοσης και σταθερότητας επιδιώκεται να εντοπιστεί ο βαθμός στον οποίο ο φορέας επιδρά στην εγγενή ενεργότητα του ιριδίου, αλλά και στη σταθερότητα που επιδεικνύει ο καταλύτης σε παρατεταμένες συνθήκες λειτουργίας. 
Συμπερασματικά, και οι τρεις καταλύτες έδωσαν ικανοποιητικά αποτελέσματα όσον αφορά την μετατροπή των αντιδρώντων και παραγωγή προϊόντων. Επιπλέον, επέδειξαν σημαντική σταθερότητα σε μεγάλους χρόνους λειτουργίας, γεγονός που υποδηλώνει την αντίσταση των καταλυτών ιριδίου στην εναπόθεση άνθρακα. 
Ωστόσο, δεν παρατηρήθηκαν επιδράσεις των φορέων στην εγγενή ενεργότητα του ιριδίου, καθώς δεν εμφανίζονται αξιοσημείωτες διαφορές στις αποδόσεις και τη σταθερότητα των τριών καταλυτών. Αυτό που κρίνεται ιδιαίτερα σημαντικό σαν συμπέρασμα της παρούσας έρευνας προέρχεται από τα πειράματα επαναλαμβανόμενων κύκλων οξείδωσης – αναγωγής. Στα πειράματα αυτά παρατηρήθηκε υψηλή σταθερότητα του Ir σε κύκλους οξείδωσης - αναγωγής όταν αυτό είναι υποστηριγμένο στον φορέα που εμπεριέχει CeO2 , σε αντίθεση με τους άλλους δύο φορείς οι οποίοι δεν φαίνεται να επιδεικνύουν καμιά προστατευτική  
ικανότητα του καταλύτη. O καταλύτης τείνει να απενεργοποιηθεί εντελώς μετά την εφαρμογή δύο κύκλων αναγωγής – οξείδωσης και ειδικότερα στην περίπτωση του φορέα YSZ. H ιδιότητα αυτή του τροποποιημένου οξειδίου του δημητρίου είναι υψηλού πρακτικού ενδιαφέροντος, καθόσον κύκλοι οξείδωσης - αναγωγής ακολουθούνται συχνά στη βιομηχανική πρακτική για την ανάκτηση καταλυτών αναμόρφωσης υδρογονανθράκων που έχουν υποστεί εκτεταμένη απενεργοποίηση από εναπόθεση άνθρακα.

description: This MSc thesis aims at an experimental study of Ir catalysts, supported on various carriers for their performance, during the reaction of the dry reforming of biogas. Alumina (Al2O3), modified cerium oxide (CeO2) and zirconia oxide (ZrO2), are the three carriers involved in the study. The dry reforming of biogas utilizes biogas and carbon dioxide simultaneously, two extremely important pollutants for the production of composition gas, according to the following reaction:

CH_4+CO_2↔2H_2+2CO,              ΔΗ_298Κ^ο=247kJ/mol 

To be more precise, this study involves 1%Ir/GDC, 1%Ir/YSZ and 1%Ir/Al2O3 catalysts. Through conducting catalytic performance and stability experiments, it was aimed to be identified, not only the extent to which the carrier acts in the intrinsic activity of iridium, but also the stability exhibited by the catalyst over extended operating conditions.
In conclusion, all three catalysts led to satisfactory results in the conversion of the reactants and the production of the products. Furthermore, they exhibited sustainable stability in long operating times, which indicates the resistance of iridium catalysts on carbon deposition.
However, there were no effects of carriers in intrinsic activity of iridium, as they exhibit insignificant differences in performance and stability of the three catalysts. One of the most remarkable conclusions of this study comes from the repeated cycles of oxidation – reduction experiments. During these experiments, it was observed extreme stability of Ir in oxidation – reduction cycles, when it is supported on carrier containing CeO2. The remaining two carriers do not seem to feature any protective capacity of the catalyst. The catalyst though tends to be deactivated completely after applying in two reduction – oxidation cycles. This is observed particularly in the case of YSZ. This particular property of cerium oxide is  
practically significant, since oxidation – reduction cycles are often used in industrial practice to recover hydrocarbon reforming catalysts that have undergone extensive deactivation by carbon deposition.