Produção de H2 através da reforma a vapor do etanol com catalisadores de NiCo-Al derivados de HDL

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Wenzel, Isabele Giordani
• Orientador(a): Pérez Lopez, Oscar William
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Produção de hidrogênio; Etanol; Catalisadores
• Palavras-chave em Inglês: Hydrogen production; Ethanol reforming; Steam reforming; Hydrotalcite; Ni-Al catalysts
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/239730

O H2 é uma alternativa de energia limpa, devido a sua queima não produzir CO2. O presente trabalho tem como objetivo a produção de H2 através da reforma a vapor do etanol utilizando catalisadores derivados de hidrotalcita de Ni e Al, com substituição parcial do Ni por Co. Os catalisadores foram preparados através de coprecipitação em temperatura e pH constantes. Após cristalização, filtração, lavagem e secagem, os precipitados resultantes foram submetidos à calcinação em 600 ºC por 6 h sob fluxo de ar sintético. As amostras foram caracterizadas através de área superficial específica (BET), adsorção e dessorção de N2, difração de raios X (DRX), redução à temperatura programada (TPR) e oxidação à temperatura programada (TPO). A atividade dos catalisadores foi avaliada entre 400 e 600 °C, com uma proporção 1:3 de etanol e água, em um reator de leito fixo com análise por cromatografia gasosa em linha. Os resultados de BET indicaram que o aumento da quantidade de Co promoveu um pequeno aumento da área superficial. Nos ensaios de adsorção e dessorção de N2 constatou-se que as amostras são formadas majoritariamente por mesoporos. Na análise por DRX verificou-se a presença da estrutura de hidrotalcita nos catalisadores não calcinados, e a presença de NiO e NiAl2O4 após calcinação, assim como óxidos mistos de Co. A TPR demonstrou que o aumento da quantidade de Co forma uma fase mais estável devido ao óxido misto de Co e Al ter uma temperatura de redução mais alta. Os resultados de atividade mostraram que em temperaturas superiores a 500ºC a seletividade da reação em relação ao H2 aumenta com o teor de Co. Entretanto, em temperaturas mais altas é favorecida a reação de decomposição do etanol, tendo como produtos além do hidrogênio, o CO e o metano. Nos ensaios de estabilidade a 600 °C a seletividade para H2 permaneceu acima de 90% e relativamente constante durante um período de 8 h. As análises DRX pós-reação demonstraram que todas as amostras apresentaram depósitos de carbono e fases metálicas. As análises de TPO/DTA indicam a presença de carbono amorfo, grafítico e nanotubos de carbono nas amostras, com a amostra com 11% de Co tendo a menor perda de massa e consequentemente a menor quantidade de depósitos de carbono, sendo considerada a de melhores resultados.