Proyectos
Diseño de catalizadores para el reformado seco de metano usando residuos de la industria productora de Tilapia
Resumen
A nivel mundial, en los últimos años se han disparado las alarmas en cuanto al control de la emisiones de gases como el metano, uno de los principales causantes del efecto invernadero [1]. El metano tiene un enorme potencial energético y a veces, es subvalorado como combustible, pues muchos de los recursos son desperdiciados. Colombia posee recursos importantes de gas natural (mayoritariamente metano) el cual es empleado como combustible directo a nivel residencial y vehicular. No obstante, el metano no sólo proviene del gas natural asociado y no asociado al petróleo, sino que también del carbón mineral y vegetal, así como del biogás producido por la descomposición de las basuras orgánicas [2, 3]. El problema del biogás, es que su utilización como combustible directo es difícil dado el alto contenido de CO2 y de sulfuros [4, 5]. Una alternativa para aprovechar el metano, en especial el proveniente del biogás, es convertirlo catalíticamente en gas de síntesis (CO+H2) a través de reacciones como el reformado seco [6, 7]. El gas de síntesis puede emplearse como precursor para la obtención de combustibles oxigenados mediante el proceso gas a líquido [8]. El reformado seco es una reacción catalítica muy bien estudiada, sin embargo, aún no se conoce un sistema definitivo que supere las problemáticas asociadas al escalamiento del proceso [9, 10]. El principal problema de esta reacción es la formación de carbono sobre la superficie del catalizador, especialmente cuando se usa Ni como fase activa, lo que conlleva a su rápida desactivación debido al bloqueo de los sitios activos. La formación de carbono se favorece debido a la alta relación C/O de los reactantes y a las altas temperaturas a las cuales ocurre la reacción las cuales facilitan la nucleación y crecimiento de depósitos carbonáceos [11-13]. La forma alotrópica del carbono es crucial para la desactivación del catalizador, puesto que se ha reportado que cuando se forman filamentos de carbono en la superficie, el catalizador no pierde dramáticamente su actividad, mientras que cuando se forma carbono amorfo la desactivación es mucho más severa. La formación del tipo de carbono en la superficie es dependiente del tamaño de partícula del sitio metálico, siendo menor cuando el tamaño decrece, así como de las propiedades químicas del soporte [14-16]. Nuestro grupo de investigación, ha reportado resultados que demuestran el beneficio que tiene la basicidad del catalizador en la disminución de la cantidad de carbono formado en la reacción de reformado seco de metano. Así mismo, diferentes investigadores han trabajado soportando al Ni en materiales de tipo básico estables térmicamente como el MgO, CaO o hidrotalcitas de Mg-Al precursoras de óxidos mixtos; estos catalizadores básicos favorecen la adsorción del CO2 y la gasificación de los depósitos de carbono disminuyendo su acumulación [17-22]. En el presente proyecto, se plantea una alternativa para la obtención de soportes básicos para el Ni que se puedan utilizar en la reacción de reformado seco de metano, usando un residuo de la industria piscícola colombiana. En efecto, en Colombia se ha masificado la producción de Tilapia por ser un producto de excelentes características alimenticias; la producción de este pescado genera un gran volumen de escamas residuales que son una fuente atractiva de quitina e hidroxiapatita, es decir, tienen un elevado contenido de Ca, por lo que pueden ser precursoras de CaO dopado con otros metales básicos [23, 24]. La utilización de estas escamas en productos de valor agregado es escasa por lo que su uso en la preparación de catalizadores básicos para el aprovechamiento del metano es viable. El desarrollo de este proyecto se asocia a la formación académica e investigativa de un joven investigador quien ejecutará las actividades propias de la propuesta.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:MÓDULO PARA LA INSCRIPCIÓN DE JÓVENES INVESTIGADORES DE COLCIENCIAS - 2014
Modalidad:MÓDULO PARA LA INSCRIPCIÓN DE JÓVENES INVESTIGADORES DE COLCIENCIAS - 2014
Responsable