La Combustione Catalitica è un’opzione tecnologica intrinsecamente pulita e sicura per produrre energia con alta efficienza, bruciando miscele gassose combustibile/aria anche al di fuori dei normali limiti di infiammabilità ed in corrispondenza di temperature operative inferiori a quelle di una fiamma tradizionale. Ciò consente di evitare i problemi di instabilità di funzionamento e soprattutto di formazione di inquinanti (CO, NOx, soot) tipici dei processi di combustione tradizionali. Del resto, l’ossidazione catalitica di gas naturale e idrocarburi leggeri può rappresentare una via molto vantaggiosa per la produzione eco-sostenibile di intermedi chimici ad alto valore quali idrogeno, gas di sintesi, etilene e propilene. Tutti questi processi necessitano di sistemi catalitici resistenti a temperature elevate (800-1000°C o più) e con alta attività intrinseca per far fronte ai tempi di contatto estremamente ridotti normalmente richiesti. In particolare, l’ossidazione del metano su catalizzatori di combustione è oggetto di grande interesse da parte del mondo scientifico a causa dell’attraente possibilità del loro impiego in applicazioni per la combustione catalitica di gas naturale. In futuro, quest’ultimo si prevede sarà sempre più adoperato come sorgente di energia per le seguenti ragioni: – la molecola di metano contiene quattro legami C―H e solo un atomo di carbonio per cui nella combustione produce il più basso ammontare di CO 2 (principale gas responsabile dell’effetto serra) per unità di energia prodotta. La previsione di normative sempre più restrittive in merito all’emissione di CO 2 in atmosfera, rende quindi l’utilizzo del metano ancora più attraente allo scopo di produzione di energia; – l’olio combustibile è una risorsa in diminuzione ed il cui esaurimento è previsto prima della metà del ventunesimo secolo. Le risorse di gas naturale e di metano derivato dalla gassificazione del carbone hanno invece una durata più a lungo termine; – la combustione catalitica adiabatica in alimentazioni magre premiscelate consente potenzialmente di raggiungere nelle turbine alimentate a gas naturale emissioni di NO x inferiori a 3-5 ppm, senza intervenire con costi addizionali d’investimento e di esercizio associati a metodologie di abbattimento quali iniezione di vapore, bruciatori con combustione a stadi o sistemi SCR-DeNOx. Tipicamente, le formulazioni catalitiche impiegate si basano sui metalli nobili (e/o terre rare) dal momento che Pt, Pd e Rh sono considerati tra gli elementi più attivi; tuttavia il loro utilizzo ad alta temperatura è limitato da problemi di stabilità (Pd, Rh) e volatilità (Pt). All’interno del progetto GEN 21, Sottoprogetto GAS, è stata prevista un’attività di indagine e valutazione dell’impiego della combustione catalitica in impianti di generazione operanti con turbine a gas. Nello specifico, nel task “Combustione catalitica: modelli e prove su stazione sperimentale” del Work Package

GASEMIS “Abbattimento degli inquinanti gassosi nei cicli combinati alimentati a gas naturale”, è stata inserita una milestone orientata alla caratterizzazione e verifica delle prestazioni di catalizzatori a base di Pd con lo scopo di stabilirne i limiti di impiego, di aumentarne la stabilità alle elevate temperature mediante drogaggio con Ce ed effettuare valutazioni sull’eventuale maturità per l’applicazione industriale.