| dc.description | Se sintetizaron y caracterizaron una serie de catalizadores basados en espinelas modificadas para ser utilizados en la reacción de reformado de metano con vapor de agua, para la producción hidrógeno y gas de síntesis.
Actualmente existe un gran interés en adaptar nuevas tecnologías a la realidad nacional y satisfacer las necesidades socioeconómicas de nuestro país, inspirados en el marco de una nueva política ambiental que considera la protección del medio ambiente y mejora la calidad de los combustibles. En el presente trabajo de investigación se busca desarrollar alternativas entre el esquema actual de refinación y las nuevas tendencias de calidad y especificación para los combustibles, aunados a la necesidad e interés de muchos centros de investigación a nivel mundial en la búsqueda de nuevas alternativas energéticas renovables, tales como el hidrógeno, para sustituir o complementar la demanda de los combustibles fósiles.
El hidrógeno a nivel mundial se emplea en diferentes sectores: en el hidrotratamiento del crudo, como materia prima en diferentes industrias, y en el desarrollo científico de alternativas energéticas diferentes a los combustibles fósiles. Existen diversas tecnologías para la producción de hidrógeno, entre las más empleadas se encuentra el reformado de gas natural con vapor de agua.
En este sentido, el objetivo principal del presente trabajo se basó en diseñar sólidos cuya actividad catalítica generara alta selectividad hacia la formación de hidrógeno, así como la disminución del carbono formado durante el proceso de reformado, ya que este producto secundario promueve la desactivación del catalizador y conlleva problemas operacionales en el montaje experimental.
Los catalizadores fueron preparados en dos etapas. Inicialmente se sintetizaron los sólidos tipo espinelas modificados utilizando el método vía sol gel con ácido cítrico. Se realizaron dos series de espinelas modificadas: una con sustitución parcial y total
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de Al por Ga; y la otra por sustitución parcial de Ni por los metales nobles Rh, Ru y Pd. Posteriormente se empleó el método de impregnación incipiente de soluciones de diferente composición de Ni para formar los catalizadores de Ni soportado sobre las espinelas.
Los catalizadores fueron caracterizados por diferentes técnicas fisicoquímicas tales como Análisis Termogravimétrico, determinación de Área Superficial Específica (BET) y Difracción de Rayos X (DRX). Los ensayos catalíticos en la reacción de reformado de metano fueron llevados a cabo en un sistema de flujo continuo de lecho fijo y reactor de acero tubular, a temperatura de 700° C y presión atmosférica.
Los resultados muestran que en las condiciones de reacción utilizadas la selectividad hacia la formación de hidrógeno es alta y la mayoría de los catalizadores diseñados mostraron baja formación de carbón. Por otro lado, la presencia de Ga dentro de las espinelas modificadas en cantidades de 50 y 100 % mostró un efecto de desactivación catalítica; mientras que en proporciones menores (25%), se favorece notablemente la formación de hidrógeno. La sustitución con metales nobles favorece la reducción de los precursores catalíticos, traduciéndose en una mayor actividad, alta producción de hidrógeno, baja deposición de carbón y gran estabilidad en el tiempo. Según los resultados de caracterización y de los ensayos catalíticos realizados, el sólido 5%Ni/NiRuAl2O4 presentó el mejor desempeño catalítico a nivel operacional, constituyéndose como el mejor catalizador modificado y un sólido atractivo para la producción de hidrógeno. | |
