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Stefano Cimino - Università degli Studi di Napoli - [2000]

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Tesi completa: 182 pagine

Il processo di combustione catalitica si inserisce nell’ambito della riduzione dell’inquinamento atmosferico, attraverso le applicazioni ampiamente diffuse per la rimozione di agenti inquinanti incombusti dai gas di scarico delle autovetture (marmitte catalitiche a tre vie), e dei composti organici volatili (VOC) da correnti industriali. In questi casi si tratta di sistemi di controllo secondario dell’inquinamento atmosferico, dato che sono posti a valle della produzione dei composti indesiderati. D’altronde negli ultimi anni, hanno riscosso un crescente interesse quelle applicazioni della combustione catalitica che mirano all’utilizzo pulito ed efficiente di vari combustibili (ed in particolare il metano) per la produzione diretta di calore ed energia elettrica. L’impiego di turbine a gas alimentate con gas naturale è in forte crescita in seguito agli sviluppi tecnologici che hanno consentito di incrementarne l’efficienza fino a valori prossimi al 60% in centrali a ciclo combinato: ulteriori vantaggi vengono dalla possibile cogenerazione di vapore, dalla forte modularità, e da costi e tempi di installazione per Kilowatt più bassi rispetto ad altri tipi di impianti. Parallelamente si è verificato un progressivo inseverimento della normativa sulle emissioni. Lo studio effettuato durante il Dottorato di Ricerca è stato concentrato sui sistemi catalitici di combustione a base di ossidi con struttura perovskitica, in virtù delle proprietà intermedie di attività catalitica e stabilità termica di questi materiali, a metà strada tra i metalli nobili e gli esaalluminati. Il lavoro di ricerca è stato dunque indirizzato al tentativo di estendere l’intervallo di utilizzo di questi catalizzatori, sia verso temperature più basse che più elevate, necessarie per lo sviluppo di sistemi efficaci nella combustione del metano. Nelle tre sezioni in cui si articola la presente tesi di Dottorato vengono affrontati ciascuno degli argomenti principali della ricerca effettuata, secondo una progressione logica e temporale che, partendo dallo studio fondamentale su fasi attive a base di perovskiti massive, passa poi attraverso la loro dispersione su supporti ad alta stabilità ed area superficiale in forma di polveri, per concludersi nell’applicazione pratica dei nuovi catalizzatori su sistemi monolitici strutturati per la combustione catalitica del metano ad alta temperatura.