En el marco de la transición energética que promueve el país, el biogás surge como una alternativa estratégica para avanzar hacia un modelo más sostenible. En Colombia, su aprovechamiento industrial sigue siendo limitado, utilizándose principalmente para la quema directa del metano (CH4) sin embargo, el biogás puede transformarse en productos de alto valor mediante el reformado seco de metano (DRM), una reacción catalítica que convierte CH4 y CO2 en gas de síntesis (H2 y CO), un insumo clave en la producción de combustibles sintéticos.
Para maximizar el rendimiento de este proceso, son fundamentales tanto la formulación del catalizador como su configuración en el reactor. El níquel (Ni) es una de las fases activas más utilizadas debido a su alta actividad catalítica y bajo costo, lo que permite trabajar con altas cargas metálicas. Sin embargo, sufre una rápida desactivación por acumulación de carbono (coque) sobre su superficie activa. Para contrarrestar este problema, se han desarrollado estrategias como la modificación del soporte y la incorporación de promotores como el rutenio (Ru), que favorecen las reacciones de gasificación del carbono depositado, reduciendo su acumulación.
En cuanto a la configuración del catalizador, los procesos tradicionales utilizan lechos fijos con catalizadores en polvo, que presentan inconvenientes bajo condiciones de alto flujo, como el arrastre de partículas y la pérdida de presión. Para superar estas limitaciones, este proyecto propone la fabricación de espumas cerámicas estructuradas mediante el método de replicación, con el fin de soportar catalizadores activos para el DRM.
El objetivo del proyecto es estructurar un catalizador compuesto por 15% Ni y 0,5% Ru, previamente desarrollado, sobre una espinela de MgAl, utilizando técnicas de impregnación sobre espumas cerámicas. Estas espumas, por su alta porosidad (8590%), estructura tridimensional, baja pérdida de carga y excelente transferencia de masa y calor, ofrecen condiciones óptimas para mejorar la eficiencia del proceso, especialmente en la gasificación de depósitos carbonosos. Se espera que el catalizador estructurado iguale o incluso supere la estabilidad del catalizador en polvo, presentando una mayor resistencia frente a la formación de coque.
En conclusión, este proyecto busca desarrollar un catalizador estructurado en espumas cerámicas para el DRM, con el objetivo de mejorar tanto la eficiencia como la estabilidad del proceso. Esta estrategia permitirá una valorización efectiva del biogás, facilitando su conversión a productos de alto valor agregado. La implementación de sistemas catalíticos estructurados representa un avance clave hacia una transición energética más limpia, eficiente y tecnológicamente avanzada. |