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rapporti - Deliverable

Membrane per la separazione dell’idrogeno

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Membrane per la separazione dell’idrogeno

Messa a punto di una metodologia per la deposizione di barriere ceramiche su supportilevigati; studio del processo di deposizione del palladio su membrane a barriera ceramica;risultati sperimentali ed alcune considerazioni di confronto tra le membrane a barrieraceramica e quelle a barriera ossidativa; risultati delle analisi microstrutturali su membraneesercite e su campioni di depositi di lega Pd-Au realizzati mediante tecnica di evaporazionedei metalli; modello dinamico di un reattore di WGS con membrana di Pd supportata.

Pi del 90% della produzione di idrogeno deriva da fonti fossili; la met di questa prodotta per steamreforming del gas naturale (SMR). Limpiego di reattori di reforming dotati, contestualmente, diseparatori a membrana per la rimozione dellidrogeno (prodotto della reazione di conversione delmetano) consentirebbe di ottenere un aumento dellefficienza del processo.RSE ha messo a punto una metodologia per la realizzazione, con electroless plating, di membrane denseper la separazione dellidrogeno a base di palladio, a barriera ossidativa, su supporti tubolari metallici,ottenendo membrane con prestazioni allineate con i pi avanzati risultati della ricerca internazionale. Perridurre i costi delle membrane, in vista di un possibile utilizzo in campo industriale, necessarioottenere membrane con spessori di Pd sempre pi bassi e con buone prestazioni in termini di selettivit.Per unapplicazione di steam reforming, inoltre necessario realizzare membrane in grado di operarecon stabilit a lungo termine a temperature pi elevate di quelle tollerabili da membrane a barrieraossidativa. La risposta a queste esigenze la realizzazione di membrane a barriera ceramica.Si riporta lattivit di RSE su questi temi e si illustrano le fasi di definizione della metodologia dideposizione del Pd su supporti tubolari rugosi con barriera ceramica e i dati di caratterizzazione di unamembrana, confrontati con quelli ottenuti precedentemente su membrane a barriera ossidativa. Lemembrane a barriera ceramica depositate su supporti porosi rivelano per ora basse selettivit. Unapossibile soluzione del problema consista nelluso di supporti levigati. Si illustra quindi lattivitsperimentale di messa a punto della composizione di un sol gel ceramico per la realizzazione di barrieresu supporti lavorati per ridurne la rugosit.Sono poi riportati gli esiti delle osservazioni dellanalisi microstrutturale di alcune membrane esercite: sievidenziano effetti minimi dopo permanenza in idrogeno a temperature comprese tra 300 e 400 C, pipronunciati a temperatura superiore.Si riportano poi i primi risultati ottenuti nella messa a punto di una metodologia di deposizione di leghedi Pd/Au tramite la tecnica di evaporazione dei metalli, con lo scopo di ottenere membrane piperformanti sia in termini di permeabilit allH2 che di resistenza allo zolfo.Si presentano infine i risultati di unattivit di modellistica, identificazione e simulazione dinamica,relativamente ad un reattore di water gas shift con integrata una membrana di Pd con supporto metallico.

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