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ESTUDIO DE LA ACTIVACIÓN CATALÍTICA DE ETILENO Y ACETALDEHÍDO EN UN ÓXIDO TIPO FLUORITA - Ce2Zr1.5Co0.5O8-d
Resumen
A medida que la producción y el uso de energía han evolucionado, se observa que el contenido de carbón en los materiales utilizados como combustibles ha disminuido mientras que el contenido de hidrógeno ha aumentado. En el siglo XIX, se utilizaba del carbón como fuente principal; posteriormente éste fue desplazado por el petróleo y actualmente se está incrementando y diversificando el uso del gas natural como fuente de energía. Cada nueva fuente es menos contaminante que la anterior, favoreciendo de esta forma la búsqueda de alternativas energéticas más limpias, menos contaminantes y más eficientes. Esta evolución lleva a pensar que el hidrógeno por si mismo constituirá la futura etapa en el desarrollo de las fuentes combustibles. El hidrógeno representa un combustible no contaminante, aparentemente inagotable, eficiente y económicamente atractivo. Éste reduce las emisiones contaminantes al ambiente (CO2), y ayuda a suplir la demanda actual y futura de energía, que se proyecta supere las expectativas de las reservas de los combustibles convencionales (petróleo, gas natural, carbón). El uso del hidrógeno es promovido por el desarrollo de nuevas tecnologías como las celdas de combustible, que permiten la transformación directa de hidrógeno en energía eléctrica, con eficiencias superiores al 90 %. Recientemente, las celdas de combustible alimentadas por hidrógeno llaman la atención para aplicaciones móviles (30-50 kW). Aquí el problema radica en dónde se produce el H2 que alimenta la celda: en grandes plantas, en las estaciones de servicio o en el mismo automóvil (a bordo). Las dificultades en el transporte y almacenamiento del H2 llevan a pensar que la producción se debe realizar en esta última. Actualmente, la principal fuente de producción de hidrógeno es el reformado de gas natural (metano, etano), con vapor de agua. Sin embargo, la producción de H2 a partir de combustibles fósiles convierte al H2 en una fuente indirecta de CO2, ya que éste se genera durante el proceso de reformado. Las investigaciones para producir de H2 sin producción de CO2 se centran en la electrólisis del agua utilizando energías alternativas y la producción H2 a partir biomasa o productos derivados de biomasa. En el caso de obtenerse H2 a partir de bioetanol, el cual es producido a partir de biomasa, se considera que el CO2 formado en el reformado, es consumido por la biomasa durante su proceso de crecimiento por la fotosíntesis. Es decir, las emisiones netas de CO2 son nulas. Por lo tanto, se busca una nueva fuente de producción de hidrógeno cuyas características sean similares a las presentadas por los combustibles convencionales (gasolina, diesel), que permita una fácil masificación y además que sea un material renovable que asegure el suministro de energía y que esté de acuerdo con el desarrollo de combustibles ¿limpios¿. El bioetanol, que presenta grandes similitudes en las características físicas de los combustibles líquidos tradicionales, se ha planteado como una solución viable en la búsqueda de combustibles alternativos. El reformado de etanol se ha estudiado hasta el momento con catalizadores de metales nobles y de transición, soportados sobre una amplia gama de óxidos metálicos con propiedades ácido-base o redox variables. El principal problema de estos sistemas catalíticos es la alta velocidad de desactivación por la formación de depósitos carbonáceos, correlacionada con el incremento del tamaño de partícula de la fase activa por sinterización. Una solución que se ha propuesto es el empleo de estructuras definidas como catalizadores (óxidos mixtos), en éstas la especie activa se integra a la estructura del soporte generando una estructura plurimetálica en la que, después de un proceso de reducción, la fase metálica está en fuente interacción con el soporte disminuyendo su movilidad. En un estudio reciente, se evaluaron los óxidos mixtos de Ce-Zr-Co, de estructura tipo fluorita, como catalizadores en la reacción de reformado con vapor de etanol. Estos óxidos mixtos presentan alta actividad, selectividad hacia hidrógeno y estabilidad catalítica. También se observó la formación de etileno y acetaldehído, subproductos que se relacionan con la formación de depósitos carbonáceos. Este estudio hace parte de una serie de prácticas complementarias que ayudarán a comprender el comportamiento del catalizador óxido mixto de Ce-Zr-Co, tipo fluorita, en la reacción de reformado de bioetanol con vapor de agua. En específico, se analizará la activación del etileno y acetaldehído (productos intermedios) sobre el óxido Ce2Zr1.5Co0.5O8-d, catalizador para el que se observaron resultados satisfactorios en estudios previos.
Convocatoria
Nombre de la convocatoria:II Convocatoria Nacional de Apoyo a Programas de Posgrado - 2006
Modalidad:II CONVOCATORIA NACIONAL DE APOYO A PROGRAMAS DE POSGRADO- 2006 - ESTUDIANTES DE MAESTRÍA Y ESPECIALIDADES DEL ÁREA DE LA SALUD
Responsable