Proyectos
Evaluación de la producción de hidrógeno turquesa a partir de metano usando catalizadores de Ni-Co soportados sobre arcillas porosas
Resumen
Este proyecto se centra en evaluar la posible producción de hidrógeno turquesa a partir de metano mediante un proceso catalítico que genera hidrógeno libre de emisiones de carbono. Además del hidrógeno, el proceso produce nanoestructuras de carbono con posibles aplicaciones en materiales funcionales. A diferencia del costoso hidrógeno verde [1], el hidrógeno turquesa se presenta como una alternativa más económica y energéticamente eficiente, aprovechando el gas natural asociado al petróleo como materia prima [2]. No obstante, uno de los desafíos clave en este proceso es la inevitable desactivación del catalizador debido a la acumulación de nanoestructuras de carbono. Por lo tanto, el desarrollo de catalizadores con alta estabilidad térmica y resistencia a la rápida desactivación es crucial. En este contexto, los catalizadores de Ni han demostrado un buen desempeño en la producción de hidrógeno a partir de metano, aunque presentan el inconveniente de desactivarse rápidamente [3]. Para mitigar este problema, se propone la síntesis de catalizadores bimetálicos de Ni-Co, basándose en reportes que sugieren efectos benéficos al combinar estos dos metales [4–7]. Además, se explorará el uso de soportes mesoporosos basados en arcillas delaminadas de origen colombiano. La mesoporosidad, el tamaño de las partículas metálicas y la morfología del sólido que se pueden lograr con estos catalizadores son factores críticos para optimizar su desempeño [8,9]. El aprovechamiento de estos minerales nacionales también podría valorizar este recurso en diversas aplicaciones tecnológicas. El proyecto también contempla la evaluación de los catalizadores tanto en forma de polvo como inmovilizados en monolitos de cordierita. Dado que los catalizadores en polvo presentan limitaciones para aplicaciones a gran escala, los monolitos podrían mejorar la difusión de reactantes y prevenir el taponamiento acelerado del reactor al optimizar los procesos difusivos en su interior [10]. Las actividades del proyecto incluyen la síntesis y caracterización detallada de los catalizadores, así como su evaluación en pruebas catalíticas, tanto en forma de polvo como inmovilizados en monolitos. Posteriormente, se caracterizarán los catalizadores utilizados. Finalmente, se desarrollará un diseño teórico de la ingeniería básica para una planta de producción de hidrógeno basada en este método, acompañado de un análisis de costos para evaluar la viabilidad económica de la tecnología a mediano plazo. El proyecto también contribuirá a la formación de dos estudiantes de pregrado y uno de maestría, además de llevar a cabo actividades de divulgación y formación a través de un semillero de investigación.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:Convocatoria Nacional de proyectos de investigación, creación artística e innovación 2024
Modalidad:Proyectos de investigación, creación artística e innovación 2024
Responsable