In this work five CuO‐ZnO‐Al2O3 catalysts were synthesized using the sol‐gel method, with different Cu percentages, for use in the methanol steam reforming reaction, at 300 °C, aiming to generate hydrogen for PEM (Polymer Electrolyte Membrane) fuel cells. The specific area and total pore volume of the materials decreased with increasing Cu content and consequently reduced the alumina content. Also, the area decreased with increasing the calcination temperature, due to the sintering and coalescence of Cu crystals. The metal dispersion decreased (from 32 to 4 %) with increasing the Cu amount (from 8.9 to 48.4 %). For this reaction, the catalyst with the second highest Cu concentration (40.6 %) was the most active and had the higher Cu area (34.8 m2Cu/gcat). Meanwhile, the catalyst with the lowest Cu content (8.9 %) had its active sites better used, presenting the highest turnover frequency, specific area, and metal dispersion. The experimental results indicated that there was an optimum composition for the catalyst, which would provide the best area and dispersion for the reaction, with a view to industrial application. This composition was statistically calculated to be 33 % (g/g) of Cu.
RESUMO-Foram sintetizados 4 catalisadores CuO-ZnO-Al 2 O 3 impregnados, com diferentes teores de Cu (25 e 35%) e Zn (10, 20 e 30%), para aplicação na reforma a vapor de metanol para produção de H 2. Os materiais foram caracterizados por área BET e MET. A área específica aumentou com a quantidade de suporte, variando entre 24 e 102 m²/g. Os testes catalíticos realizados a 300 ºC indicaram que todos os catalisadores sofreram desativação inicial e que aumentando-se o teor metálico total (acima de 35%) a atividade diminuiu, devido à drástica diminuição da área BET. Portanto, a composição ótima de Cu e Zn deve situar-se abaixo de 35%, no total.
RESUMO -A busca por fontes de energia que não sejam prejudiciais ao meio ambiente está se tornando cada dia mais urgente. Um exemplo são as células a combustível do tipo PEM (membrana eletrolítica polimérica), que utilizam hidrogênio como combustível. No entanto, na reforma de hidrocarbonetos para produzir um bom rendimento de hidrogênio ocorre à formação de CO que é um veneno para o catalisador da célula em concentrações acima de 50 mg L -1 . Contudo, o CO pode ser removido por meio de um reator de leito fixo que promova a reação de water-gas shift (WGSR), convertendo o CO e água em H 2 e CO 2 . Neste contexto, desenvolveu-se um modelo pseudo-homogêneo associado a equações cinéticas de literatura que pode reproduzir os resultados experimentais de um reator operando em baixas temperaturas. Simulou-se a conversão para um catalisador à base de cobre e este foi comparado com dados da literatura. Com a cinética que melhor se ajustou aos dados experimentais, alguns outros parâmetros como comprimento do reator, razão molar CO/H 2 O e temperatura foram otimizados visando aumentar a seletividade para a obtenção de uma concentração final de 50 mg L -1 de CO.
INTRODUÇÃOOs combustíveis fósseis, como petróleo e carvão, além de submeterem os países à instabilidade de preços e gerarem resíduos que comprometem as condições ambientais, um dia estarão esgotados. Deste modo, torna-se atrativa a busca de rotas alternativas para geração de energia (Sun et al., 2004). O hidrogênio é uma fonte de energia ambientalmente amigável e limpa para um sistema energético sustentável. Nas últimas décadas, muita pesquisa tem sido focada no estudo dos benefícios e desafios desta tecnologia (Noor et al., 2014). O metanol tem sido largamente estudado como fonte de hidrogênio e se mostrou uma alternativa atrativa, já possui que uma elevada concentração de hidrogênio (quatro átomos de hidrogênio para cada átomo de carbono) e ocorre a temperaturas relativamente baixas (200-350°C), quando comparado com outras reações de reforma (Menechini Neto et al., 2014).Os desafios na produção e utilização do hidrogênio como combustível resultam na necessidade de obtenção de correntes puras de hidrogênio, as quais em todos os processos de produção vêm acompanhadas de quantidades de monóxido de carbono. Nos últimos anos, grande atenção tem sido dada à reação reversível de water-gas shift (WGSR) para a remoção do CO venenoso do gás de hidrogênio reformado para aplicação em células a combustível (Guo et al., 2009), como mostrado pela Equação 1 a seguir.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.