Ανάπτυξη Σύνθετων Μεμβρανών Νανοδομών Άνθρακα Και Πυριτίου Για Το Διαχωρισμό Μειγμάτων Αερίων Και Μελέτη Νανοδομών Άνθρακα Για Την Αποθήκευση Υδρογόνου

Abstract

Η ανάθεση του θέματος έγινε από τον Δρ. Νικόλαο Κανελλόπουλο, προς τον οποίο εκφράζω τις ειλικρινείς μου ευχαριστίες για την ένταξή μου στο Εργαστήριο και την επίβλεψή του κατά τη συνολική διάρκεια των μεταπτυχιακών σπουδών μου, που ξεκίνησαν τον Οκτώβριο του 2003, καθώς και για τη συνολική προσφορά του. Θα ήθελα επίσης να απευθύνω θερμές ευχαριστίες στον Ερευνητή Γ΄ Δρ. Γεώργιο Ρωμανό, για την πολύπλευρη και ανεκτίμητη συμβολή του στην οργάνωση μεγάλου μέρους της εργασίας, την επίλυση ποικίλων πειραματικών δυσχερειών, τις πολύτιμες συμβουλές του σε θέματα εκτέλεσης πειραματικών τεχνικών και τη συμπαράστασή του και πάνω απ' όλα για την άριστη συνεργασία μας, κατά τη συνολική διάρκεια των μεταπτυχιακών σπουδών μου. Επίσης, ουσιαστική υπήρξε η βοήθεια σε θέματα πειραματικής φύσης και από άλλα μέλη του εργαστηρίου και συγκεκριμένα από τον Ερευνητή Γ΄ Δρ. Φώτη Κατσαρό, τους Δρ. Γεώργιο Καρανικολό και Σέργιο Παπαγεωργίου και τους υποψήφιους διδάκτορες Γεώργιο Πιλάτο, Ευάγγελο Κούβελο, Ελένη Βερμίσογλου και Μένια Βεζύρη, προς τους οποίους εκφράζω ιδιαίτερες ευχαριστίες. Παράλληλα εκφράζω τις ευχαριστίες μου στην Αναπληρώτρια Καθηγήτρια Δρ. Βασιλική Χαβρεδάκη και τους Καθηγητές Δρ. Κυριάκο Βύρα και Δρ. Ιωάννη Σάμιο του Εργαστηρίου Φυσικοχημείας του Τμήματος Χημείας του Εθνικού και Καποδιστριακού Πανεπιστημίου Αθηνών, για τις εύστοχες παρατηρήσεις, τις συμβουλές και τη συμβολή τους στη διαμόρφωση με άρτιο τρόπο της τελικής μορφής της διδακτορικής διατριβής. Στο σημείο αυτό σημειώνεται η καθοριστική συνεισφορά της Γενικής Γραμματείας Έρευνας και Τεχνολογίας με την παροχή οικονομικής υποστήριξης, μέσω του προγράμματος ΠΕΝΕΔ 2003, Πράξη (Έργο) 03ΕΔ, κωδικός υποέργου 181. Τέλος, θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαίτερα την οικογένεια μου, για την ανεκτίμητη βοήθεια και συμπαράστασή της, καθώς και τους ανθρώπους του συγγενικού μου περιβάλλοντος για την αμέριστη ηθική τους συμπαράσταση.

Ροφητικά Υλικά Και Μεμβράνες Διαχωρισμού Με Εμπλοκή Πρόδρομων Φάσεων Ιοντικών Υγρών

“…Τα πορώδη στερεά τα οποία προορίζονται για εφαρμογές που περιλαμβάνουν αλληλεπιδράσεις με ρευστή φάση, όπως η αποθήκευση ή και ο διαχωρισμός ενός ή και περισσοτέρων συστατικών ενός ρευστού μείγματος, καταλυτικές διεργασίες, κ.α., συναντώνται είτε σε κλίνες προσρόφησης (adsorption beds) με τη μορφή σωματιδίων, είτε με τη μορφή εκλεκτικών μεμβρανών σε σειρά. Ο όρος «μεμβράνη» αποδίδεται σε δομές με πολύ μεγάλες πλευρικές διαστάσεις σε σχέση με το πάχος τους και μέσω των οποίων επιτρέπεται η εκλεκτική διέλευση συγκεκριμένων συστατικών/συστατικού ρευστού μείγματος κάτω από την επίδραση κάποιας κινούσας δύναμης [26]. Η κινούσα δύναμη μπορεί να είναι η διαφορά πίεσης, η διαφορά συγκέντρωσης, η διαφορά θερμοκρασίας ή η διαφορά δυναμικού μεταξύ των πλευρών της μεμβράνης.…”

“…Όταν ο χρόνος t → ∞, το σύστημα οδηγείται σε "σταθερή κατάσταση" και η συνάρτηση Q(x L ,t) τείνει ασυμπτωματικά σε ευθεία (Σχήμα 4). Η κλίση της ασύμπτωτης ισοδυναμεί με το ρυθμό ροής, J, του διαχύτη κατά τη σταθερή κατάσταση και χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της διαπερατότητας, η οποία αποτελεί παράμετρο αποτίμησης της απόδοσης της μεμβράνης [16,26,38].…”

“…Όπως μπορεί να γίνει φανερό από την Εξίσωση 20 και την Εξίσωση 21 η συνεισφορά της ροής Poiseuille στη συνολική ροή του αερίου γίνεται μεγαλύτερη όσο αυξάνεται η πίεση και το μέγεθος του πόρου, εξαιτίας της αύξησης των διαμοριακών συγκρούσεων της αέριας φάσης, ενώ με αύξηση της θερμοκρασίας επέρχεται αύξηση του ιξώδους της αέριας φάσης ( ∝ Τ 1/2 ) με αποτέλεσμα την μείωση της διαπερατότητας του μέσου [26].…”

“…Για έναν ευθύγραμμο, κυλινδρικού σχήματος και με λεία τοιχώματα πόρο, η μετάπτωση από τον ένα μηχανισμό διάχυσης αερίων στον άλλο με αλλαγή του μεγέθους του, αποτελεί σταδιακή μεταβολή και αναμένεται ενδιάμεσος τύπος ροής σε οριακές περιπτώσεις [26].…”