Proyectos
OBTENCIÓN Y PURIFICACIÓN DE HIDRÓGENO PARA CELDAS DE COMBUSTIBLE A PARTIR DE REFORMADO DE BIOETANOL
Resumen
La producción de hidrógeno es uno de los objetivos más importantes en la investigación de nuevas fuentes de energía, debido a su posibilidad de uso en celdas de combustible. Actualmente, el hidrógeno se produce principalmente del reformado con vapor de gas natural, un combustible fósil, por lo que es deseable incorporar fuentes renovales a la generación de hidrógeno, con el fin de desarrollar un modelo de energía más sustentable. El bioetanol puede ser una de estas fuentes, ya que es un biocombustible líquido con alta densidad energética que se puede obtener fácilmente a partir de diferentes fuentes de biomasa en muchos lugares del mundo. Las reacciones de reformado con vapor para la producción de hidrógeno utilizan tradicionalmente catalizadores que contienen Ni, en especial se ha encontrado que al oxido de cerio es un excelente promotor y soporte de estos catalizadores, debido a su característica de almacenar y liberar oxigeno. Adicionalmente, se ha encontrado que la adición de ZrO2 a CeO2 mejora las propiedades Redox, capacidad de almacenamiento de oxigeno, estabilidad térmica y además promueve la reacción de desplazamiento de vapor de agua y reformado de etanol. Una vez que se produce el hidrógeno, su purificación es un paso necesario para su posterior uso en celdas de combustible, pues concentraciones mayores a 100 ppm disminuyen rápidamente la vida útil de los electrodos de las celdas de combustible. Entre los catalizadores desarrollados para la oxidación selectiva de CO, se encuentran los catalizadores que contienen Au, los cuales promueven la oxidación preferencial de CO a bajas temperaturas y alta selectividad hacia N2. Por otra parte, se ha encontrado que soportes de óxidos reducibles como ZrO2 o CeO2 pueden afectar de manera positiva al metal catalítico depositado en ellos, el cerio es un soporte promisorio para nanopartículas de oro, debido a su alta capacidad de almacenamiento de oxigeno y además permite la estabilización de pequeñas partículas de oro. La producción y posterior purificación de H2 requiere más investigación para cumplir los requisitos de pureza, economía y versatilidad para su uso en sistemas de celdas de combustible. Por ello en este proyecto, aprovechando la amplia experiencia que se tiene en el grupo de procesos químicos y bioquímicos de la UNAL, se estudiará el reformado de bioetanol con catalizadores de Ni soportado en CeO2- ZrO2 tendiente a obtener un producto con alta selectividad hacia H2. Luego, el efluente de este catalizador (CO + H2) se hará por un segundo lecho catalítico, el cual consistirá de Au soportado en CeO2 y/o ZrO2, a fin de oxidar el CO remanente como subproductos del reformado a concentraciones por debajo de 100 ppm. Las pruebas de oxidación preferencial de CO al igual que las caracterizaciones de los materiales preparados se realizarán en el laboratorio de catálisis de la Universidad Autónoma de Nuevo León, ya que allí cuentan con la experiencia e infraestructura para estos ensayos.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:CONVOCATORIA:. "PROYECTOS DE INVESTIGACIÓN, DESARROLLO, INNOVACIÓN Y CREACIÓN ARTÍSTICA DE LA DIB" - SEGUNDO CORTE
Modalidad:Modalidad 3: Apoyo a proyectos de investigación, desarrollo, innovación o creación artística en colaboración con instituciones académicas o de investigación internacionales con una duración mínima de seis meses y hasta por doce meses.
Responsable