Efeito da adição de lantânio em catalisadores de Ni/ZrO2 aplicados na reação de reforma a vapor de etanol

Abstract

Recebido em 11/5/11, aceito em 19/9/11; publicado na web em 6/12/11 EFFECTS OF ADDING LANTHANUM TO Ni/ZrO 2 CATALYSTS ON ETHANOL STEAM REFORMING. The catalytic performance of Ni/ZrO 2 catalysts loaded with different lanthanum content for steam reforming of ethanol was investigated. Catalysts were characterized by BET surface area, X-ray diffraction, UV-vis spectroscopy, temperature programmed reduction, and X-ray absorption fine structure techniques. Results showed that lanthanum addition led to an increase in the degree of reduction of both NiO and nickel surface species interacting with the support, due to the higher dispersion effect. The best catalytic performance at 450 o C was found for the Ni/12LZ catalyst, which exhibited an effluent gaseous mixture with the highest H 2 yield.Keywords: ethanol steam reforming; hydrogen; nickel catalysts. INTRODUÇÃOHá alguns anos vem ocorrendo um considerável crescimento na busca por fontes de produção de energia que utilizem combustíveis renováveis e que operem com emissão reduzida de poluentes.1 Tal interesse é justificado pela crescente preocupação com a degradação ambiental e com a necessidade de substituir os combustíveis provenientes de fontes não renováveis.2 Desta forma, a geração de energia elétrica utilizando células a combustível surge como uma promissora alternativa, tanto para a aplicação como fontes estacionárias (indús-trias, hospitais, residências, etc.) como fontes móveis (veículos).3 As células a combustível são dispositivos que transformam energia química em energia elétrica praticamente sem a emissão de poluentes a partir de um combustível, geralmente hidrogênio gasoso, o qual é oxidado no ânodo, enquanto que o oxigênio é reduzido no cátodo. 4 Outros combustíveis podem ser utilizados para serem oxidados na célula a combustível, 5 porém o hidrogênio é o único que fornece densidades de corrente de interesse prático.6 Devido a sua pequena massa e sua alta entalpia de combustão, o hidrogênio fornece significativa densidade de energia por unidade de massa com uma eficiência de conversão de energia química em elétrica de aproximadamente 50%, podendo alcançar até 83%. 7Apesar dos dados termodinâmicos e de eficiência serem favorá-veis, a viabilização destes dispositivos está limitada pelas condições de armazenamento e infraestrutura para distribuição e produção de hidrogênio. O armazenamento criogênico do hidrogênio líquido é um processo complexo, volumoso e de alto custo, além da perda por evaporação de 10-25% durante a recarga e, também, perda de 1-3% ao dia. O custo de liquefação é de aproximadamente 40% do valor energético deste combustível e não existe infraestrutura para a sua distribuição. 8Para contornar as limitações expostas acima, o hidrogênio pode ser produzido de maneira fácil e compacta através da transformação catalítica heterogênea (reforma) de hidrocarbonetos (metano) 1 ou, alternativamente, pela reforma de metanol, 1,9 etanol 10 ou glicerol. 11-14A reforma do combustível primário pode ocorrer tanto no próprio corpo da célula, desde que a mesm...

Steam Reforming of Ethanol on Ni/CeO2: Reaction Pathway and Interaction between Ni and the CeO2 Support

“…In this study, we investigate the behavior of a Ni/CeO 2 catalyst for ethanol steam reforming. Ni-based catalysts, owing to nickel’s capability for cleaving C–C bonds, have shown good activity and great potential for improved selectivity for the steam reforming reaction in previous studies. ,− Besides, Ni is a much less expensive choice than the noble metals, like Rh and Ru, which also present good activity in steam reforming . One drawback in the performance of Ni-based catalysts is their vulnerability to carbon deposition. , In this study, we applied in situ powder X-ray diffraction (XRD) and diffuse reflectance infrared Fourier transform spectroscopy (DRIFTS) to investigate changes in the catalyst structure and the surface speciation during reaction.…”

Advances in Ethanol Reforming for the Production of Hydrogen

“…Previous studies demonstrate an increased catalytic activity on addition of a compound to improve their catalytic properties. 42 …”

Preparação de catalisadores Pt/CeO2 via método de redução por álcool para a oxidação preferencial de monóxido de carbono em misturas ricas em hidrogênio (PROX-CO)

“…A platina é o principal metal utilizado nos eletrocatalisadores, tanto no anodo quanto no catodo, enquanto o hidrogênio é o combustível ideal desses dispositivos, com uma eficiência de conversão tipicamente de 50 %, podendo alcançar até 83 % (SPINACÉ et al, 2004;PROFETI, 2012;LOPEZ et al, 2016).…”

“…Nas unidades de produção de hidrogênio via reforma a vapor do metano, o monóxido de carbono formado é convertido a CO 2 na presença de vapor d'água através da reação catalítica de deslocamento gás-água, também conhecida como reação de shift, gerando uma corrente rica em hidrogênio, mas que ainda contem cerca de 1 % de monóxido de carbono. Entretanto, este teor é bastante elevado para algumas aplicações, como por exemplo, na síntese da amônia, pois o catalisador deste processo perde atividade na presença de monóxido de carbono; ou na tecnologia de células a combustível, onde quantidades pequenas deste contaminante leva ao envenenamento dos eletrocatalisadores, acarretando na perda da atividade eletrocatalítica e diminuição do desempenho das células (SPINACÉ et al, 2004;PROFETI, 2012, PASTOR-PÉREZ et al, 2014LOPEZ et al, 2016).…”