Produção de hidrogênio a partir da reforma a vapor de etanol utilizando catalisadores Cu/Ni/gama-Al2o3

Abstract

catalysts were prepared by an impregnation method with 2.5 or 5% wt of copper and 5 or 15% wt of nickel and applied in ethanol steam reforming. The catalysts were characterized by atomic absorption spectrophotometry, X-ray diffraction, temperature programmed reduction with hydrogen and nitrogen adsorption. The samples showed low crystallinity, with the presence of CuO and NiO, both as crystallites and in dispersed phase, as well as of NiO-Al 2 O 3 . The catalytic tests carried out at 400 o C, with a 3:1 water/ethanol molar ratio, indicated the 5Cu/5Ni/Al 2 O 3 catalyst as the most active for hydrogen production, with a hydrogen yield of 77% and ethanol conversion of 98%.Keywords: copper-nickel catalysts; ethanol steam reforming; hydrogen. 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. Entre estas, destaca-se o uso de biomassa vegetal para produção de álcool e biodiesel. Estes podem ser usados diretamente em motores à combustão ou no caso do álcool, como fonte de hidrogênio para células a combustível, gerando energia elétrica 1 . A produção de hidrogênio através da reforma a vapor de hidrocarbonetos e álcoois 2 pode favorecer o uso deste gás como uma alternativa aos atuais combustíveis de origem fóssil, além de remover a dificuldade de estocagem e distribuição. A reforma a vapor do metanol tem sido amplamente estudada já há algum tempo 3,4 , enquanto que os estudos a respeito da reforma a vapor de etanol têm aumentado nos últimos anos [5][6][7] . O uso do etanol, obtido no Brasil, através da cana-de-açúcar, matéria-prima renovável, apresenta vantagens do ponto de vista ambiental, pois, não contribui com o aumento da concentração de CO 2 na atmosfera, tendo em vista que todo o CO 2 produzido ao longo do processo de geração de hidrogênio é, posteriormente, consumido na renovação da safra.Os catalisadores de cobre e níquel suportados em alumina têm mostrado atividade e seletividade apropriadas para a produção de hidrogênio através da reforma a vapor do etanol 6,[8][9][10] . Muitos pesquisadores têm sugerido que catalisadores contendo cobre favorecem a desidrogenação de etanol a acetaldeído [11][12][13] , enquanto que os que contêm níquel favorecem a quebra da ligação carbono-carbono para formação de metano, monóxido de carbono e hidrogênio 7 . Assim, em função de possíveis interações entre cobre e níquel, que podem influenciar a atividade catalítica, este trabalho teve por objetivo o estudo da preparação e caracterização de catalisadores de níquel e cobre sobre alumina em diferentes teores e ordem de adição dos metais, bem como a avaliação catalítica dos mesmos na reação de reforma a vapor de etanol. PARTE EXPERIMENTAL Preparação dos catalisadores

Nickel-based perovskite catalysts: synthesis and catalytic tests in the production of syngas

“…One of the observed changes is in relation to the inversion in the intensities of the first and second peaks in relation to the sample that did not contain strontium. Similar results were reported in [26]. For the samples L7S3NA and L3S7NA, the maxima at 356 and 372 °C were attributed to several simultaneous steps, such as the reduction of Ni 3+ to Ni 2+ from the perovskite structure with formation of La 2 Ni 2 O 5 phase (Eq.…”

“…B) [15,25]. In addition, a third peak at 670 °C was observed for a possible formation of nonstoichiometric nickel aluminate (NiO-α-Al 2 O 3 ) [26], due to an interaction between NiO of the segregated phase with the support alumina (Eq. C):…”

Catalisadores à base de Ni e Cu suportados sobre Hbeta - Avaliação na hidrodesoxigenação do benzaldeído

“…Essa diminuição na temperatura de redução das espécies óxidas de níquel pode estar associada a um efeito de "spillover" de H + gerado sobre a superfície do cobre já reduzido. O efeito "spillover" do hidrogênio consiste na adsorção e dissociação do hidrogênio na superfície de um metal formando átomos de hidrogênio [10]. Esses átomos migram para superfícies adjacentes ao metal e podem deslocar a redução para menores temperaturas.…”

Use of cultivars of low cost, agroindustrial and urban waste in the production of cellulosic ethanol in Brazil: A proposal to utilization of microdistillery

“…Production of ethanol from lignocellulosic materials increases the supply of ethanol and enables the generation of many co-products, such as ethanol vapor in hydrogen production to obtain fuel cells [102,103], ethylene production, ethylene glycol, acetaldehyde, acetate, ethyl acetate, glycols, acrylates, ethyl chloride, butane, propylene and butadiene [99] and the production of ethane resulting from the dehydration of ethanol, precursor of wide range of products such as polyethylene, polypropylene and polyvinyl chloride (PVC). In Brazil, the production of these co-products from ethanol is due the expanding ethanol production in the country [104].…”