Obtenção de hidrogênio pela reforma a vapor do glicerol residual do biodiesel utilizando catalisadores de Ni/La2O3- CeO2 /SiO2

• Autor(a) principal: Zanelli, Gabriela Santanna
• Data de Publicação: 2023
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/75/75134/tde-22032023-112103/
• topic: catalisadores; catalysts; glicerol; glycerol; hidrogênio; hydrogen; nickel; níquel; reforma a vapor; steam reforming

A necessidade de encontrar meios alternativos de geração de energia limpa e sustentável torna-se cada vez mais urgente à medida que o uso de combustíveis fósseis atualmente, a principal fonte de produção de energia deve ser limitado. Essa limitação se deve principalmente aos impactos ambientais. A utilização do glicerol, subproduto gerado na produção do biodiesel, vem se revelando como uma promissora possibilidade energética para a obtenção de hidrogênio. Óxidos mistos do tipo perovskitas representam uma classe de materiais com alta estabilidade estrutural e atividade catalítica, em particular as perovskitas do tipo LaNiO3. A literatura reporta que catalisadores de Ni suportados em diferentes matrizes têm mostrado atividade e seletividade apropriadas para a produção de H2 por reforma a vapor de alcoóis. A utilização de SiO2 como suporte é capaz de influenciar na dispersão da área metálica e no acúmulo de carbono, que é o principal problema reportado para as reações de reforma a vapor. Foram preparados catalisadores de Ni/La2O3-CeO2/SiO2 do tipo perovskitas com composição La1-xCexNiO3 (x= 0,1 e 0,2) pelo método de precipitação, assistidos ou não por surfactante e avaliados na reação de reforma a vapor do glicerol. Os catalisadores foram caracterizados por diversas técnicas, entre elas Análise Termogravimétrica (TG), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectrometria de Dispersão de Energia (EDS), Fisissorção de Nitrogênio (método BET), Difração de Raios X (DRX) e Redução de Temperatura Programada com H2 (TPR). A formação da estrutura do tipo perovskita foi confirmada pelas análises de DRX, e, para as amostras contendo Ce e assistidas por surfactante, foi observada uma diminuição na temperatura de redução. Os testes catalíticos foram realizados em um reator de leito fixo contendo 150 mg de catalisador a 650°C, com razão de alimentação água: glicerol de 12:1, e o melhor desempenho foi observado para os catalisadores assistidos por surfactante A6 (LaNiO3+P) e A2 (La0,9Ce0,1NiO3+P) que possuem a maior proporção de fase LaNiO3, com maior porcentagem de redução, e menores tamanhos de cristalitos de NiO. Os resultados da adição de diferentes quantidades de SiO2 na síntese da perovskita demonstraram que, apesar de não apresentarem melhores desempenhos catalíticos considerando a produção de H2 e a conversão de glicerol, as amostras com SiO2 revelaram uma melhor eficiência dos sítios ativos (TOF) e uma considerável diminuição no acúmulo de carbono.