Steiner, D. (2023). 3D printed Ni functionalized polymer-derived ceramics as CO2 methanation catalysts [Diploma Thesis, Technische Universität Wien]. reposiTUm. https://doi.org/10.34726/hss.2023.106251
heterogene Katalyse; CCU; Stabilität von Katalysatoren
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heterogeneous catalysis; CCU; catalyst stability
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Abstract:
CO2 capturing and utilisation is a promising strategy to reduce atmospheric CO2 emissions, particularly in the context of ‘Power to Fuel’, where CO2 is converted into fuels and chemicals using hydrogen sourced from excess renewable energy. The present thesis focuses on the production of highly active and selective heterogeneous catalysts for the conversion of CO2 to methane. The catalytic activity of a material is not only determined by the active phase, but also by the characteristics and properties of the support. In this study, nickel catalysts supported on polymer derived SiOC ceramics were investigated. These ceramics offer a high specific surface area for the dispersion of nickel particles, as well as the ability to create complex shapes using 3D printing technology. The nickel functionalisation was achieved via an impregnation method and in-situ functionalisation by incorporating nickel particles into the preceramic precursor solution before additive manufacturing.
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Eine vielversprechende Strategie zur Verringerung der CO2-Emissionen ist die Nutzung von CO2, insbesondere im Zusammenhang mit dem “Power to Fuel” Konzept, bei dem CO2 unter Verwendung von Wasserstoff, der aus überschüssiger erneuerbarer Energie gewonnen wird, in Kraftstoffe und Chemikalien umgewandelt wird. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Herstellung hochaktiver und selektiver heterogener Katalysatoren für die Umwandlung von CO2 in Methan. Die katalytische Aktivität eines Materials wird nicht nur durch die aktive Phase, sondern auch durch die Merkmale und Eigenschaften des Trägers bestimmt. In dieser Diplomarbeit wurden Nickelkatalysatoren auf Polymer-abgeleiteten SiOC-Keramiken untersucht. Diese Keramiken bieten eine hohe spezifische Oberfläche für die Dispersion der Nickelpartikel sowie die Möglichkeit, mit Hilfe der 3D-Drucktechnologie komplexe Formen zu erzeugen. Die Nickelfunktionalisierung erfolgte über eine Imprägnier-Methode und eine In-situ-Funktionalisierung durch Einbringung von Nickelpartikeln in die präkeramische Precursor Lösung vor der additiven Fertigung.
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Additional information:
Zusammenfassung in deutscher Sprache Abweichender Titel nach Übersetzung der Verfasserin/des Verfassers
