Studio di nuovi catalizzatori sostenibili per reazioni di idrogenazione in fase liquida

In questo documento è riportata la tesi redatta in seguito al lavoro di ricerca sperimentale condotto presso il centro ricerche “Carlo Buonerba” di Mantova, nello stabilimento produttivo di Versalis. La ricerca condotta nasce con l’obbiettivo di sviluppare nuovi sistemi catalitici, per reazioni di idrogenazione in fase liquida, a base di metalli sostenibili e innovativi che possano rappresentare una valida alternativa a quelli utilizzati commercialmente, a base di cobalto e nickel. L’interesse nella sostituzione di quest’ultimi può essere ricondotto a motivi HSE e, con lo sviluppo della mobilità elettrica e di nuove tecnologie di accumulo di energia, anche alla difficoltà legate all’approvvigionamento. Lo studio si è concentrato sull’ottimizzazione di tecniche di sintesi per catalizzatori supportati e bulk, a base di metalli innovativi e sostenibili come rame, ferro e rutenio; inoltre, si è valutata la capacità di rame e ferro di formare leghe a seconda dei diversi metodi di preparazione. I sistemi catalitici preparati vengono poi caratterizzati in virtù di determinare le proprietà strutturali (area superficiale, porosità e dimensioni delle particelle), le fasi cristalline e i vari profili di riducibilità di esse. Infine, previa attivazione, si è valutata l’attività catalitica, in termini di conversione e selettività, dei diversi sistemi per una reazione modello di idrogenazione in fase liquida, condotta in pressione di idrogeno in un’autoclave modello Berty. Le prestazioni relative ai sistemi proprietari vengono confrontate con quelle di catalizzatori commerciali; i risultati ottenuti evidenziano una maggior attività dei catalizzatori commerciali, ma alcune proprietà dei sistemi sostenibili lasciano spazio ad approfondimenti futuri.