Producción de hidrógeno a través de la gasificación de glucosa usando catalizadores de 5%Ni con 2% de La, Ce y Mg y deducción de una ecuación de velocidad de reacción intrínseca

Autor: Gómez Gallardo, Mario Alberto
Přispěvatelé: Benito Serrano Rosales, Rafael Maya Yescas
Jazyk: Spanish; Castilian
Rok vydání: 2019
Předmět:
Zdroj: Universidad Autónoma de Zacatecas
UAZ
Repositorio Institucional Caxcán
Popis: Currently, the problem of producing energy in a sustainable and environmentally friendly way is a challenge, in such a way that systems based on renewable energies must take greater relevance. Biomass is a material consisting of carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen and minerals, which is considered a renewable resource due to its low sulfur content and emissions. The biomass gasification generates waste carbon and tars, so we have to find a way to use a catalyst that minimizes the production of tars and produce more hydrogen. The catalysts synthesized and tested were 5%Ni/ꝩ-Al2O3, 5%Ni-2%Ce/ꝩ-Al2O3, 5%Ni-2%La/ꝩ-Al2O3 y 5%Ni-2%Mg/ꝩ-Al2O3 all of them prepared by the incipient moisture co-impregnation technique, were characterized using Brunauer, Emmett and Teller (BET), particle size distribution (PSD), X-ray diffraction (XRD), programmed temperature reduction (TPR) , Programmed temperature desorption (TPD), atomic adsorption (AA), scanning electron microscopy (SEM), transition electron microscopy (TEM) and infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR). The temperature was varied (550, 600 and 650°C) and the reaction time (5, 10, 20, 30 and 40 seconds) for all the catalysts, in addition thermal experiments were also done to see if there is an improvement when using catalysts. The gasification products were analyzed in a gas chromatograph coupled to a thermal conductivity detector and the H2, CH4, CO and CO2 compounds were determined quantitatively. Finally it was found that the best catalyst was 5%Ni-2%Ce/ꝩ-Al2O3 at 650 °C, 20s with a vapor / glucose ratio of one and catalyst / biomass of two, because there was an increase of the amount of H2 (0.61) and CO2 (0.21), and a decrease of CO (0.09) and CH4 (0.09). This indicates that water gas shift reactions ( + 2↔2 + 2), methane vapor reformation (4 + 2↔32 + ) and dry methane reforming (4 + 2↔22 + 2). Actualmente se ha presentado la problemática de producir energía de manera sustentable y amigable con el medio ambiente, de tal forma que los sistemas basados en energías renovables deben tomar mayor relevancia. La biomasa es un material que consiste en carbón, hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y minerales, se considera una energía renovable, barata, eficiente, con menos emisiones de gases y ayuda al reciclaje de residuos orgánicos. se considera un recurso renovable. La gasificación de biomasa genera residuos de carbono y alquitranes, por lo que se tiene que buscar la forma de utilizar un catalizador que minimice la producción de alquitranes y producir más hidrógeno. Los catalizadores sintetizados y probados fueron 5%Ni/ꝩ-Al2O3, 5%Ni-2%Ce/ꝩ-Al2O3, 5%Ni-2%La/ꝩ-Al2O3 y 5%Ni-2%Mg/ꝩ-Al2O3 todos ellos preparados por la técnica de co-impregnación de humedad incipiente, fueron caracterizados usando Brunauer, Emmett y Teller (BET), Distribución de tamaño de partícula (PSD), Difracción de rayos X (XRD) , Reducción a temperatura programada (TPR), Desorción a temperatura programada (TPD), Adsorción atómica (AA), Microscopía electrónica de barrido (SEM), Microscopía electrónica de transición (TEM) y espectroscopia de infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR). Se varió la temperatura (550, 600 y 650°C) y el tiempo de reacción (5,10,20,30 y 40 segundos) para todos los catalizadores, además también se hicieron experimentos térmicos para ver si existe una mejora al utilizar catalizadores. Los productos de la gasificación fueron analizados en un cromatógrafo de gases acoplado a un detector de conductividad térmica y se determinaron cuantitativamente los compuestos H2, CH4, CO y CO2. Finalmente se encontró que el mejor catalizador fue el de 5%Ni-2%Ce/ꝩ-Al2O3 a 650°C, 20s con una relación de vapor/glucosa de uno y catalizador/biomasa de dos, debido a que se presentó un aumento de la cantidad de H2 (0.61) y CO2 (0.21), y una disminución de CO (0.09) y CH4(0.09). Lo anterior indica que se efectúan principalmente las reacciones de desplazamiento de agua (+2↔2+2), reformación con vapor de metano (4+2↔32+) y reformación en seco de metano (4+2↔22+2).
Databáze: OpenAIRE
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