OXIDACIÓN DE METANO SOBRE COMPOSITES 60%NiO /Ce0.9Zr0.1O2 (exposición oral)

M.G. ZIMICZ; S. LARRONDO; D. LAMAS

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Congreso; 9º Congreso Internacional de Metalurgia y Materiales SAM-CONAMET; 2009

Uno de los desafíos más importantes para el avance tecnológico en el campo de las celdas de combustible de óxido sólido (SOFC), es el desarrollo de materiales de electrodo con propiedades electrocatalíticas adecuadas para la operación a temperaturas intermedias. Actualmente, las celdas de óxido sólido que operan en mezclas de aire-combustible (Single Chamber SOFC, SC-SOFC) se encuentran en creciente desarrollo. Su principio operativo está basado en la selectividad de los materiales de ánodo y cátodo hacia las reacciones específicas de cada electrodo. En este trabajo se presentan la síntesis, la caracterización y el desempeño catalítico en las reacciones de oxidación total y parcial de metano de óxidos mixtos de composición Ce0.9Zr0.1O2 impregnados con 60% (m/m) de NiO, a fin de determinar su aptitud para el funcionamiento como materiales anódicos de SC-SOFCs. El material de soporte de composición Ce0.9Zr0.1O2 fue sintetizado mediante el método de gelificación-combustión nitrato-glicina a pH-controlado. Posteriormente fue impregnado con solución de Ni(NO3)2 para obtener el contenido nominal deseado, y calcinado a 1000ºC durante dos horas para obtener NiO. Se utilizaron técnicas de reducción a temperatura programada con H2, difracción de rayos X y microscopía electrónica de barrido, para caracterizar los sólidos. Los ensayos catalíticos mostraron que, con relaciones molares CH4:O2 en la alimentación de 1:2 el soporte es un excelente catalizador de la reacción de oxidación completa de CH4 alcanzando un 80% de conversión a 700ºC, mientras que el composite 60%NiO/Ce0.9Zr0.1O2 exhibe una conversión del 10% a esa temperatura. Esta disminución en la conversión se debe a que el NiO bloquea los sitios activos del óxido de Ce-Zr donde se produce la reacción de oxidación del CH4. Al disminuir la concentración de oxígeno en la alimentación y llegar a la relación molar CH4:O2 de 2:1, que corresponde a la estequiometría de la reacción de oxidación parcial, la conversión llega a 100% mostrando que el composite 60%NiO/Ce0.9Zr0.1O2 es un excelente catalizador para la reacción de oxidación parcial del CH4, exhibiendo un gran potencial como material de ánodo en celdas de combustible de óxido sólido de una cámara, alimentadas con mezclas metano-aire.