Obtención de H2 a partir de glicerol empleando catalizadores inorgánicos y biológicos

ESTEBAN A. SÁNCHEZ; RAÚL A. COMELLI; ALEJANDRO J. BECCARIA

La Habana

Congreso; I Congreso Internacional de Ingeniería Química, Biotecnológica y Alimentaria (CIIQBA); 2010

Instituto Superior Politécnico José A. Echeverría (CUJAE)

La creciente demanda de H2 necesita fuentes renovables de materias primas para producirlo. El glicerol, subproducto de la síntesis de biodiesel, interesa debido a su creciente producción asociada a la demanda de biocombustibles y por provenir de materias primas renovables, permitiendo un desarrollo medioambiental sostenible. Entre los posibles usos del glicerol se puede considerar su utilización como sustrato bio-renovable para obtener H2, el cual es propuesto como el combustible renovable de próxima generación. En la actualidad, el proceso de producción de H2 es ampliamente investigado mediante vías químicas y biológicas. Tres catalizadores de níquel sobre alúmina (Ni/Al2O3), preparados siguiendo la técnica de impregnación por humedad incipiente y con cargas de 2,6, 5,8 y 9,9% p/p de Ni, fueron caracterizados por reducción a temperatura programada (RTP), desorción de NH3 a temperatura programada (DTP-NH3) y espectroscopía infrarroja con transformada de Fourier (FTIR). El catalizador con 5,8% de Ni fue evaluado en la reacción de reformado en fase gas del glicerol para obtener H2 a 600-700ºC, presión atmosférica, relación molar agua/glicerol 16:1 y velocidad espacial másica horaria (WHSV) 3,4-10,1 h-1. Luego de 4 h de operación a WHSV 5,0 h-1, la conversión fue 97,1% a 600ºC y 99,7% a 700ºC, aumentando al decrecer WHSV; la mayor selectividad a H2 (99,7%) se obtuvo a 650ºC. A 8 h, la conversión disminuyó siendo más marcada la caída a 600ºC, mientras que la selectividad a H2 no cambió con la temperatura y aumentó al disminuir WHSV. A 4 h, el principal co-producto fue metano (76-97%), creciendo al aumentar la temperatura y disminuir WHSV, seguido por eteno, etano, propeno y propano. A 700ºC y WHSV 10,1 h-1, los principales co-productos fueron eteno (47%) y metano (37%); comportamiento asociado a la desactivación del catalizador. Para los sistemas biológicos, las cepas de microalgas Nitzschia laevis UTEX B 2047 y Phaeodactylum tricornutum LFF Pt 01 fueron cultivadas con glicerol, mantenidas en incubadora en modo estático a 21±1ºC, con una irradiancia de 54 μE m-2 s-1 y un ciclo de 16 h de luz y 8 h de oscuridad. Los cultivos se caracterizaron mediante parámetros estequiométricos (densidad celular máxima) y cinéticos (velocidad específica de crecimiento y consumo global de glicerol). N. laevis mostró una acción ligeramente inhibitoria del glicerol, aunque su consumo depende de la concentración de glicerol suplementado. En tanto, P. tricornutum mostró una acción trófica hacia el glicerol, siendo posible ensayarla como biocatalizador para producir H2.