Produccio d'hidrogen a partir de la reformacio d'etanol amb reactors de parets catalitiques
- Autores: Albert Casanovas Grau
- Directores de la Tesis: Jordi Llorca Piqué (dir. tes.)
- Lectura: En la Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) ( España ) en 2010
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Daniel Montané Calaf (presid.), Luis María Gandía Pascual (secret.), Eduardo López (voc.), Alessandro Trovarelli (voc.), Maria Roig Costa (voc.)
- Materias:
- Texto completo no disponible (Saber más ...)
- Resumen
El procés que ocupa aquesta tesi doctoral és la reformació catalítica d'etanol (un recurs renovable) amb vapor d'aigua per obtenir hidrogen. Trobem tres grans blocs dins la tesi.
1. Aprofundiment en els estudis de catalitzadors en pols basats en cobalt i suportats en òxid de Zinc, per tal de poder entendre millor el procés catalític que té lloc i el seu mecanisme.
2. Preparació de monòlits funcionalitzats amb diferents tècniques, la seva caracterització i avaluació de la seva estabilitat mecànica. La finalitat d'utilitzar monòlits funcionalitzats és la de poder augmentar l'escala de treball i poder acostar el procés de producció d'hidrogen a partir de la reformació catalítica d'etanol a les necessitats de les aplicacions actuals, com ara funcionament de dispositius portàtils.
3. Test catalític dels monòlits funcionalitzats sota condicions de reformació d'etanol amb vapor a diferents temperatures.
Pel que fa als catalitzadors en pols són molts els treballs previs que es troben en la bibliografia. En aquesta tesi s'avalua el comportament catalític de catalitzadors basats en Co i suportats en ZnO amb diferents promotors sota condicions de reacció de desplaçament de gas d'aigua de CO, ja que aquesta reacció forma part del mecanisme de reacció global de la reformació catalítica d'etanol. També s'han realitzat amb aquestes mostres estudis de reduïbilitat (TPR) i cicles d'oxidació-reducció. La presència de Mn com a promotor en els catalitzadors afavoreix la reduïbilitat del Co. Aquest fet es relaciona amb el millor comportament catalític d'aquesta mostra respecte les no promocionades.
S'han funcionalitzat monòlits ceràmics de cordierita a partir de catalitzadors en pols pel mètode washcoating i amb tècniques in situ de precipitació i impregnació de gels. Els monòlits preparats amb tècniques in situ ofereixen una dispersió, homogeneïtat i estabilitat mecànica excel¿lents. A més en el cas de la tècnica de precipitació in situ, en la que s'utilitza urea com a agent precipitant, s'aconsegueix la funcionalització en una sola etapa. Aquest mètode s'ha estudiat amb detall per espectroscòpia infraroja i anàlisi termogravimètrica. Aquesta tècnica també permet funcionalitzar altres suports, com microcanals d'acer inoxidable, monòlits de FeCrAl o membranes de silici macroporós.
Els monòlits funcionalitzats han estat caracteritzats mitjançant tècniques de microscòpia de rastreig (SEM), tests d'adherència mecànics, espectroscòpia fotoelectrònica de Raigs X (XPS) i reducció a temperatura programada (TPR).
S'han realitzat tests catalítics amb els monòlits sota condicions de reacció de reformació d'etanol amb vapor d'aigua entre 523 i 773 K.
En augmentar l'escala de treball en la reformació d'etanol s'assoleixen valors de producció de 6 mL¿min-1 H2/cm3 reactor amb un rendiment del 50% respecte l'etanol introduït en el cas dels monòlits funcionalitzats únicament amb Co i preparats mitjançant tècniques in situ.
