Desenvolvimento de materiais com propriedades catalíticas para geração de hidrogênio a partir do processo de reforma a vapor do etanol

Abstract

Neste trabalho foi apresentado o desenvolvimento de novos materiais com potenciais propriedades catalíticas para aplicação no processo de reforma a vapor do etanol para produção de hidrogênio. Os materiais catalíticos, preparados por diferentes rotas, englobaram catalisadores mássicos, constituídos por SnO2, dopado e não-dopado com terras raras, e metálicos suportados, a base de Ni e Co como fases metálicas, e Al2O3, MgO, SiO2, ZnO, CeO2 e C como suportes. Os resultados obtidos através das caracterizações físico-químicas e dos ensaios catalíticos mostraram que as metodologias adotadas para a preparação dos catalisadores proporcionaram a obtenção de materiais com interessantes propriedades texturais e catalíticas. Os catalisadores se mostraram ativos frente ao processo de reforma a vapor do etanol. O comportamento catalítico variou em função da natureza e da rota de preparação do material catalítico utilizada. As variáveis envolvidas na preparação dos materiais influenciaram as propriedades texturais finais e o comportamento dos catalisadores. Os métodos alternativos de preparo empregados geraram materiais com melhores propriedades texturais, tais como área superficial específica, volume de poros e dispersão metálica, que os materiais análogos obtidos através do método de impregnação úmida do suporte comercial, refletindo nos respectivos desempenhos catalíticos. As etapas reacionais durante o processo de reforma catalítica a vapor do etanol foram mais ou menos favorecidas de acordo com a natureza do catalisador e as diferentes condições operacionais empregadas.

In this work, we presented the development of new materials with potential catalytic properties for application in the steam reforming of ethanol process for hydrogen production. This process has attracted considerable interest, especially due to the possibility of obtaining hydrogen as an alternative and environmentally benign fuel. The catalytic materials, prepared by different routes, consisted of SnO2 doped and non-doped with rare earths, and Ni and Co as metallic phases supported on Al2O3, MgO, SiO2, ZnO, CeO2 and C. The results obtained by the physical-chemical characterization and catalytic tests showed that the methodologies used for the catalysts preparation led to materials with interesting textural and catalytic properties. The catalysts were active for the steam reforming of ethanol. The catalytic behavior varied depending on the nature and catalyst preparation route used. The variables involved in the preparation of the materials influenced the final textural properties and behavior of the catalysts. The alternative preparation methods generated materials with better textural properties such as specific surface area, pore volume and metallic dispersion comparatively to the similar materials obtained by the conventional method of wet impregnation which reflected on their catalytic performances that was favored according to the nature of the catalyst and the different operational conditions employed.