Sviluppo e implementazione di codici open-source per l'ottimizzazione dei processi di stoccaggio di idrogeno

La stabilità dei sistemi dinamici riveste un ruolo cruciale nella progettazione e nel controllo dei processi chimici, in quanto determina la sicurezza operativa e l’efficienza delle apparecchiature. In particolare, nei reattori chimici, l’analisi della stabilità consente di prevenire o mitigare scenari indesiderati, come runaway reactions, e di individuare condizioni operative ottimali. Questo lavoro si propone di approfondire e utilizzare i metodi per lo studio della stabilità dei sistemi non lineari, con particolare attenzione alle tecniche applicabili ai reattori di tipo ideali continui. La metodologia adottata include la rappresentazione del sistema tramite equazioni differenziali ordinarie, la determinazione dei punti di equilibrio e la valutazione della loro stabilità. I modelli utilizzati sono stati implementati in Python al fine di sviluppare un nuovo codice open-source. La validità dello strumento così prodotto è stata valutata confrontando i risultati ottenuti per casistiche esemplificative con le stime derivanti da software specifici, quali AUTO-07p. L’eccellente coerenza tra i risultati ottenuti dai diversi approcci garantisce la validità del software sviluppato. Pertanto, successivamente, è stata analizzata la stabilità dei sistemi reattivi per l’idrogenazione di benzene, nell’ottica dell’implementazione di strategie di decarbonizzazione basate sui Liquid Organic Hydrogen Carriers (LOHC). I risultati evidenziano l’efficacia di tali approcci nell’identificazione delle transizioni qualitative del sistema e nella classificazione delle biforcazioni principali. Il lavoro fornisce una base teorica e numerica per l’applicazione di software dedicati e per lo sviluppo di strategie di controllo, contribuendo alla progettazione sicura e ottimizzata dei processi chimici.