CONICET | Buscador de Institutos y Recursos Humanos

El carácter "verde" del hidrógeno está dado por la materia prima renovable utilizada en su proceso de producción. El bioetanol presenta varias ventajas en relación a su disponibilidad en la naturaleza, almacenamiento y seguridad de manipulación. Puede producirse en forma renovable a partir de varias fuentes de biomasa. Además, el sistema de bioetanol a hidrógeno tiene la importante ventaja de ser casi neutral en CO2, ya que el dióxido de carbono producido se consume en el crecimiento de la biomasa, ofreciendo así un ciclo de carbono prácticamente cerrado. Nuestro proyecto consiste en la construcción, instalación y operación de una planta piloto de producción de 1 m3/h de H2 grado de pila de combustible, con el fin de poner a prueba nuestros propios catalizadores. Figura 1. Diagrama de flujo esquemático de la planta de producción de hidrógeno. El proceso en su conjunto utiliza una serie de tres reactores catalíticos como se muestra en la Figura 1. El primero es el reformador de vapor en donde se emplea un catalizador Ni/Mg/Al2O3 desarrollado y patentado por el grupo de investigación. Le siguen otros dos reactores con el fin de disminuir la concentración de CO a la salida del reformador de vapor a menos de 20 ppm, necesaria para obtener un rendimiento correcto de la pila PEM. El tren de purificación está formado por los reactores de water gas shift (WGS) y de oxidación preferencial de CO (COPROX), donde este último emplea un catalizador Cu/CeO2/Al2O3 preparado en nuestro propio laboratorio, con dos variantes en la distribución de Cu: uniforme y tipo egg-shell (cáscara de huevo). Las variables estudiadas aquí fueron la temperatura del reactor COPROX, la relación molar oxígeno/monóxido de carbono y el tiempo de residencia en el reactor. El reactor COPROX se divide en dos subunidades con inyección de aire intermedia. El catalizador cáscara de huevo mostró un mejor rendimiento, mejor selectividad y conversión de CO, tal como se esperaba a partir de consideraciones teóricas. A igual tiempo de residencia, el catalizador uniforme mostró una conversión máxima de CO de 62 %, mientras que el catalizador cáscara de huevo superó este valor alcanzando 71 %. El siguiente paso fue operar dos reactores COPROX de igual tiempo de residencia, con inyección de aire intermedia. Cuando se utilizó el catalizador cáscara de huevo y se operó el primer reactor a la máxima conversión de CO posible, se alcanzaron conversiones globales del 92 % modificando el flujo de aire intermedio. Los catalizadores desarrollados en el laboratorio fueron ensayados satisfactoriamente, alcanzando altos valores de conversión de CO y buena selectividad. Agradecimientos: Este proyecto es apoyado por el Ministerio de Ciencia y Tecnología de Argentina y la empresa ENARSA SA. Palabras Clave: reformado en vapor, COPROX, hidrógeno, catalizador, pila de combustible PEM.