Aplicación de técnicas termogravimétricas al estudio de interacciones gas-sólido: captura de CO2 en Li4SiO4 como ejemplo

ARNEODO LAROCHETTE, P.; GRASSO, M.L.; F. C GENNARI

Buenos Aires

Encuentro; 104º Reunión de la Asociación Argentina de Física; 2019

Asociación de Física Argentina

En general, cuando se investiga un material que reacciona con un gas determinado es de interés conocer las propiedades termodinámicas y cinéticas de dicho proceso. Entre las propiedades termodinámicas, el cambio de entalpía delta H de la reacción es un parámetro tecnológico fundamental porque está relacionado con las condiciones de presión y temperatura en las que esta ocurre y con el calor que será necesario entregar (o quitar) para llevarla a cabo. Una de las maneras de determinar este delta H es por medio de la medición de la presión de equilibrio de la reacción a distintas temperaturas y la construcción de un gráfico de van´t Hoff (esto se come un poco la cola con la oración anterior).En cuanto a las propiedades cinéticas, si el proceso responde a la ley de Arrhenius, se puede estimar su energía de activación mediante un tratamiento con el método de Kissinger, para lo cual es necesario medir cómo evoluciona la reacción en función de la temperatura en rampas de distinta velocidad.Recientemente, en nuestro laboratorio hemos desarrollado un programa de control y adquisición para el equipo TG-HP50 de TA Instruments que permite realizar mediciones como las descriptas. Este desarrollo se presenta en detalle en otro póster de la conferencia. En particular, es posible medir el avance de la reacción a temperatura constante aumentando la presión en condiciones prácticamente de equilibrio o también realizar rampas controladas de temperatura a presión constante.En este trabajo se presentan los resultados de delta H y energía de activación de la reacción de captura de CO2 en ortosilicato de litio (Li4SiO4). Se eligió este material por dos razones: la primera es que sus propiedades (captura de CO2 de alrededor de 37% en peso) y condiciones de trabajo (presiones, temperaturas) son óptimas para validar el sistema de medición desarrollado. La segunda es que el material es de alto interés tecnológico para aplicaciones de captura de CO2 tendientes a reducir el impacto ambiental en diversos procesos industriales.Como parte del análisis de los resultados, se encontró que la presión, la temperatura y el tipo de gas tienen un efecto sobre el ruido de la medición. Se presenta también un análisis de este fenómeno.