Väitöstilaisuus Oulun yliopistossa

Väittelijä

Filosofian maisteri Henrik Romar

Tiedekunta ja yksikkö

Oulun yliopiston tutkijakoulu, Luonnontieteellinen tiedekunta, kemia
0294 480 000

Oppiaine

Fysikaalinen kemia

Väitöstilaisuus

12.5.2015 12:00

Väitöstilaisuuden paikka

Kokkolan yliopistokeskus Chydenius, auditorio, Talonpojankatu 2, Kokkola

Aihe

Biomassan kaasutus ja synteesikaasun katalyyttisessä konvertoinnissa käytettävien Co-katalyyttien karakterisointi

Vastaväittäjä

Professori Claudia Bianchi, Milanon yliopisto, Italia

Kustos

Professori Ulla Lassi, Oulun yliopisto

Uutta tietoa kobolttikatalyyttien valmistuksesta

Valtaosa maailmalla tuotetuista polttoaineista ja kemikaaleista valmistetaan uusiutumattomista raaka-aineista, kuten öljystä, kivihiilestä ja maakaasusta. Biomassa tarjoaa vaihtoehtoisen mahdollisuuden polttoaineiden ja uusien kemikaalien valmistukseen joko hydrolyysin tai termokemiallisen prosessoinnin kautta. Väitöstutkimuksessa tarkasteltiin biomassan kaasutusta ja erityisesti kaasutuksessa muodostuvan synteesikaasun katalyyttistä konvertointia ja siihen soveltuvien kobolttikatalyyttien ominaisuuksia ja tuotettiin uutta tietoa mm. promoottorimetallien ja kalsinointiolosuhteiden vaikutuksesta.

Biomassan kaasutus on termokemiallinen prosessi, jota käytetään pääosin sähkön- ja lämmön-tuotannossa polttamalla muodostuvaa kaasua. Polton sijaan kaasutuksessa muodostuva synteesikaasu voidaan puhdistaa ja hyödyntää edelleen katalyyttisesti polttoaineiden ja kemikaalien valmistuksessa. Eräs mahdollisuus synteesikaasun hyödyntämiseen on Fischer-Tropsch synteesi (FTS), jossa koboltti- tai rautakatayyteillä voidaan tuottaa alifaattisia hiilivetyketjuja (FT-dieseliä), mitä on tutkittu tässä työssä. Maailmalla on jo toiminnassa olevia katalyyttiseen konversioon perustuvia FT-laitoksia, jotka käyttävät raaka-aineena mm. maakaasua. Biomassan, esimerkiksi puuhakkeen, käyttöön perustuvassa laitoksessa haasteena ovat kuitenkin korkea tuotekaasun puhtausvaatimus, jonka vuoksi mm tervayhdisteet ja muut epäpuhtaudet tulee poistaa. Lisäksi haasteena on löytää riittävän aktiiviset ja selektiiviset katalyytit, ja toisaalta myös kustannustehokkuus koko prosessille.

Väitöstutkimuksessa tuotettiin uutta tietoa mm. Co-katalyyteissä käytettävien promoottorimetallien ja kalsinointiolosuhteiden vaikutuksesta koboltin pelkistymiseen ja kobolttimetallipartikkelien kokoon. Lisäksi tutkittiin ja vertailtiin erilaisia tukiaineita useilla eri karakterisointimenetelmillä. Tukiaineen ominaisuudet, erityisesti huokoskokojakauma vaikuttavat FT-synteesin tuotejakaumaan. Promoottorien lisäys katalyyttiin sekä kalsinointiolosuhteet vaikuttavat lisäksi dispersioon ja aktiivisen metallien partikkelikokoon.

Väitöskirja