Η δέσμευση και αξιοποίηση του CO₂ των σταθμών ηλεκτροπαραγωγής για παραγωγή καυσίμων αποτελεί θέμα μείζονος σημασίας λόγω της συνεχούς αύξησης των επιπέδων συγκέντρωσης του CO2 στην ατμόσφαιρα αλλά και της μείωσης των αποθεμάτων ορυκτών καυσίμων. Ανάμεσα στις διαφορετικές λύσεις που εξετάζονται σήμερα για την αποτελεσματικότερη χρήση και επακόλουθη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα που προέρχεται από ανθρωπογενείς δραστηριότητες, η μελέτη της αντίδρασης της υδρογόνωσης του CO₂ προς παραγωγή καυσίμων υδρογονανθράκων παρουσιάζει έντονο ερευνητικό και τεχνολογικό ενδιαφέρον. Παρότι η υδρογόνωση του CO₂ για την παραγωγή μεθανόλης αποτελεί μια καθιερωμένη βιομηχανική καταλυτική διεργασία, δεν συμβαίνει το ίδιο για την απ’ ευθείας μετατροπή του CO₂ σε υδρογονάνθρακες κατάλληλους ως καύσιμα. Αντικείμενο της προτεινόμενης εργασίας είναι η ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου συστήματος επεξεργασίας CO₂ προερχόμενου από τα καυσαέρια
μονάδων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας προς παραγωγή καύσιμων υδρογονανθράκων σε ημιπιλοτική κλίμακα. Το σύστημα θα αποτελείται από δυο περιφερειακές μονάδες, μια δέσμευσης-αποδέσμευσης CO₂ και μια παραγωγής υδρογόνου (αναγωγικό αέριο) και από την κυρίως μονάδα καταλυτικής επεξεργασίας (υδρογόνωσης) του CO₂ προς καύσιμα προϊόντα.

Για την επιλογή των περιφερειακών μονάδων, οι οποίες θα παρέχουν τα βασικά αντιδρώντα, CO₂ και Η₂, θα πραγματοποιηθεί έρευνα αγοράς για εμπορικά διαθέσιμες τεχνολογίες που μπορει να χρησιμοποιηθούν και θα προταθούν οι βέλτιστες δυνατές για τις ανάγκες του συστήματος. Η ανάπτυξη της κύριας μονάδας επεξεργασίας σε ημιπιλοτική κλίμακα θα αποτελέσει τον κύριο ερευνητικό στόχο του προγράμματος. Βασικά εφόδια για τη μετάβαση από την εργαστηριακή στην ημιπιλοτική κλίμακα θα αποτελέσουν τα αποτελέσματα προηγούμενου προγράμματος που περιλαμβάνουν όλες τις απαραίτητες κινητικές μελέτες, με τίτλο «Ηλεκτροχημική ενίσχυση της καταλυτικής υδρογόνωσης του CO₂ προς παραγωγή καυσίμων» στα πλαίσια του προγράμματος ΣΥΝΕΡΓΑΣΙΑ του Υπουργείου Παιδείας (Εθνικό Στρατηγικό Πλαίσιο Αναφοράς ΕΣΠΑ 2007-2013). Τα αποτελέσματα του προηγούμενου έργου έδειξαν ότι σε εργαστηριακή κλίμακα είναι εφικτή η καταλυτική μετατροπή του CO₂ σε χρήσιμα χημικά προϊόντα, όπως για παράδειγμα CH₄ και μάλιστα σε μεγάλες εκλεκτικότητες που μπορούν να φτάσουν το 100% με χρήση καταλυτών με βάση το Ru.

Χρήση επίσης υποστηριγμένων διμεταλλικών καταλυτών Ru-Co. Επίδραση του δυναμικού του καταλύτη το οποίο συνδέεται με την κάλυψη της επιφάνειας σε ενισχυτές (Κ⁺, Na⁺, H⁺, Ο^2-) στις εκλεκτικότητες σε CH₄ και CO χρησιμοποιώντας ως καταλύτη Ru εναποτεθειμένο σε 4 διαφορετικούς φορείς. μπορεί να οδηγήσει στην παραγωγή ανώτερων υδρογονανθράκων όπως πραπάνιο, βουτάνιο και πεντάνιο. Επιπλέον, αποδείχτηκε ότι η καταλυτική ενεργότητα και εκλεκτικότητα μεταλλικών καταλυτικών υμενίων υποστηριγμένων σε στερεούς ηλεκτρολύτες, που είναι ιοντικοί αγωγοί ιόντων Ο^2-, Η⁺, Νa⁺ ή Κ⁺, μπορεί να τροποποιηθεί σημαντικά και ελεγχόμενα εφαρμόζοντας μικρά δυναμικά (± 2V) ή ρεύματα στον καταλύτη σύμφωνα με το φαινόμενο της Ηλεκτροχημικής Ενίσχυσης της Κατάλυσης (ΕPOC). Το φαινόμενο αυτό, γνωστό επίσης στη βιβλιογραφία και ως μη-Φαρανταϊκή ηλεκτροχημική μετατροπή της καταλυτικής ενεργότητας (NEMCA), πρόκειται να μελετηθεί και στα πλαίσια του παρόντος έργου αλλά σε μονολιθικούς ηλεκτροενισχυόμενους αντιδραστήρες ημιπιλοτικής κλίμακας με στόχο τόσο την ενίσχυση των καταλυτικών ρυθμών και της εκλεκτικότητας όσο και την άντληση πληροφοριών σχετικών με τη βέλτιστη περιεκτικότητα ενισχυτών και τον βέλτιστο καταλυτικό φορέα. Οι τελευταίες πληροφορίες είναι ιδιαιτέρως σημαντικές για την ανάπτυξη ενός βελτιστοποιημένου ετερογενούς νανοδιεσπαρμένου καταλύτη που θα χρησιμοποιηθεί στα πλαίσια του παρόντος προγράμματος τόσο στο πρότυπο σύστημα εργαστηριακής κλίμακας (ΕΕ5) αλλά και στην ολοκληρωμένη μονάδα διαχείρισης καυσαερίων ημιπιλοτικής κλίμακας (ΕΕ7). Επίσης θα αποτελέσει τη βάση σε μελλοντικό στάδιο για την ανάπτυξη ενός βιομηχανικού καταλύτη κατάλληλου να χρησιμοποιηθεί σε έναν μεγάλης κλίμακας ετερογενή αντιδραστήρα υδρογόνωσης CO2.