Το προπυλένιο αποτελεί πρόδρομη ένωση διαφόρων παραγώγων (π.χ. πολυπροπυλένιο, ακρυλικό οξύ, ακρυλονιτρίλιο, κουμένιο κλπ.) που χρησιμοποιούνται στην καθημερινότητα μας και για αυτό, θεωρείται βασικό συστατικό της χημικής βιομηχανίας. Μία από τις παραδοσιακές μεθόδους που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή C₃H₆ είναι η αντίδραση αφυδρογόνωσης του C₃H₈, η οποία είναι ισχυρά ενδόθερμη και υπόκειται σε θερμοδυναμικούς περιορισμούς. Ως εναλλακτική μέθοδος παραγωγής C₃H₆ έχει προταθεί η οξειδωτική αφυδρογόνωση του C₃H₈ παρουσία μοριακού οξυγόνου, η οποία είναι εξώθερμη αντίδραση, χωρίς θερμοδυναμικούς περιορισμούς και λαμβάνει χώρα σε χαμηλές θερμοκρασίες. Το κύριο μειονέκτημα της διεργασίας αυτής είναι η πλήρης οξείδωση του C₃H₈ προς CO και CO₂, με αποτέλεσμα χαμηλές αποδόσεις σε C₃H₆. Για τον λόγο αυτόν, η αντικατάσταση του μοριακού Ο₂ από ένα πιο ήπιο οξειδωτικό, όπως το CO₂, έχει αποκτήσει πρόσφατα ενδιαφέρον ως μια εναλλακτική προσέγγιση εκλεκτικής παραγωγής προπυλενίου.

Το προτεινόμενο έργο σχετίζεται με την ανάπτυξη και τη βελτιστοποίηση καταλυτικών υλικών καθώς και τον προσδιορισμό των βέλτιστων συνθηκών λειτουργίας για την παραγωγή προπυλενίου μέσω οξειδωτικής αφυδρογόνωσης του προπανίου (Oxidative Dehydrogenation of Propane, ODP) με CO₂ (ODP-CO₂). Κύριος στόχος του έργου είναι να αναπτυχθεί μία εναλλακτική, αποδοτική και φιλική προς το περιβάλλον διεργασία για την παραγωγή προπυλενίου με ταυτόχρονη αξιοποίηση του CO₂, επιτυγχάνοντας μείωση της συγκέντρωσης του στην ατμόσφαιρα και κατ’ επέκταση στον περιορισμό του φαινομένου του θερμοκηπίου.

Ένας από τους βασικούς ρόλους του CO₂ στην προτεινόμενη διεργασία είναι η κατανάλωση του Η₂ που παράγεται από την αφυδρογόνωση του C₃H₈. Για τον λόγο αυτόν, η σύζευξη της τελευταίας αντίδρασης με την αντίστροφη αντίδραση μετατόπισης του μονοξειδίου του άνθρακα (CO) με ατμό (Reverse Water-Gas Shift, RWGS) αναμένεται να ενισχύσει την απόδοση σε C₃H₆ και για αυτό θα μελετηθεί λεπτομερώς. Βασικό τμήμα του έργου θα αποτελέσει η σύνθεση, ο χαρακτηρισμός και η βελτιστοποίηση καταλυτικών υλικών, τα οποία θα χαρακτηρίζονται από υψηλή ενεργότητα και εκλεκτικότητα σε C₃H₆, υψηλή σταθερότητα στο χρόνο αντίδρασης και ανθεκτικότητα στην εναπόθεση άνθρακα. Έμφαση θα δοθεί (α) στην ανάπτυξη υλικών ικανών να ευνοούν την αεριοποίηση του άνθρακα μέσω της αντίστροφης αντίδρασης Boudouard, διασφαλίζοντας έτσι την καταλυτική σταθερότητα και (β) στον προσδιορισμό των φυσικοχημικών ιδιοτήτων των υλικών και των λειτουργικών παραμέτρων που καθορίζουν την καταλυτική ενεργότητα και εκλεκτικότητα. Η κινητική και ο μηχανισμός της αντίδρασης θα μελετηθεί με τη συνδυασμένη χρήση φασματοσκοπικών μεθόδων (DRIFTS) και τεχνικών φασματομετρία μάζας (transient-MS). Τα πλέον υποσχόμενα υλικά θα εξεταστούν με χρήση κατάλληλων αντιδραστήρων υπό πραγματικές συνθήκες αντίδρασης. Τα βέλτιστα καταλυτικά συστήματα που θα αναπτυχθούν θα είναι σε θέση να μετατρέψουν αποδοτικά το C₃H₈ σε C₃H₆, το οποίο εν συνεχεία θα μπορέσει να χρησιμοποιηθεί σε ένα μεγάλο εύρος εφαρμογών.