Síntese de carreadores de oxigênio à base de Ni e Co para estudo do processo de Chemical Looping usando CH4 como combustível

• Autor(a) principal: Alves, José Antonio Barros Leal Reis
• Data de Publicação: 2014
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
• Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/19898
• topic: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA; Chemical looping; Ni e Co; Carreadores de oxigênio

O aumento da demanda energética está sendo atendida em grande parte por reservas de combustíveis fósseis, que emitem CO2, SOx e vários outros gases poluentes. Cresce também a busca por combustíveis que emitam menos poluentes e que possuam a mesma eficiência energética. Neste contexto, o hidrogênio (H2) vem sendo cada vez mais reconhecido como um potencial carreador de energia para um futuro próximo. Isso ocorre porque o H2 pode ser obtido por diversas rotas e tem uma vasta área de aplicação, além de possuir queima limpa, gerando apenas H2O como produto da queima, e a maior densidade de energia por unidade de massa. O processo de reforma com recirculação química (RRQ) vem sendo bastante investigado nos últimos anos, pois é possível regenerar o carreador de oxigënio por meio da aplicação de ciclos de redução e oxidação. Este trabalho tem como objetivo geral desenvolver carreadores de oxigënio a base de níquel e cobalto para estudar a reatividade em processo de reforma com recirculação química. Os carreadores de oxigënio foram preparados por três métodos diferentes: combustão assistida por microondas, impregnação por via úmida e coprecipitação. Todos os materiais sintetizados possuem a mesma quantidade em massa das fases ativas (60%m/m). Os 40%m/m restantes são de La2O3 (8%m/m), Al2O3 (30%m/m) e MgO (2%). Os carreadores de oxigênio foram nomeados da seguinte forma: N ou C, níquel ou cobalto, seguido do número 3 ou 6, que significa 30 ou 60% de fase ativa na forma de óxido e C, CI ou CP, que significa combustão assistida por micro-ondas, combustão assistida por micro-ondas seguida de impregnação por via úmida e co-precipitação. Os carreadores de oxigênio foram então caracterizados através das técnicas de difração de raios X (DRX), área específica (BET), redução à temperatura programada (RTP) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de caracterização mostraram que os diferentes métodos de síntese levaram à obtenção de diferentes estruturas e morfologias. Os testes de redução/oxidação utilizando CH4 como redutor e ar sintético como oxidante foram realizados com os carreadores de oxigênio N6C e C6C, N6CI e C6CI e N6CP e C6CP. Os testes revelaram diferentes comportamentos e que estes dependem do tipo de fase ativa bem como do tipo de síntese. O carreador de oxigênio N6C foi o que produziu mais H2, ao passo que o carreador de oxigênio C6CI foi o que produziu mais CO2 e H2O, sem ocorrência da formação de coque.