Oxidación parcial de metano sobre catalizadores de Ni soportado sobre óxido mixto de cerio-circonio

SUSANA A. LARRONDO; ARMEN KODJAIAN; MARÍA G. ZIMICZ; ISMAEL O. FÁBREGAS; DIEGO G. LAMAS; NOEMÍ E. WALSÖE DE RECA; NORMA E. AMADEO

Posadas, Pcia. Misiones, Argentina

Congreso; Segundo Congreso Nacional, Primer Congreso Iberoamericano Hidrógeno y Fuentes Sustentables de Energía HYFUSEN 2007; 2007

Instituto de Energía y Desarrollo Sustentable - CNEA

La oxidación parcial catalítica de metano ha cobrado interés en el desarrollo de materiales apropiados para ser usados como ánodos en celdas de combustible de óxido sólido de una cámara. El interés principal en esta área se basa en la baja exotermicidad de la oxidación parcial de hidrocarburos, lo cual permitiría, en principio, reducir la temperatura de operación de las celdas. Es así como la oxidación parcial se presenta como una alternativa interesante al reformado de hidrocarburos con vapor de agua, para la obtención de hidrógeno a temperaturas intermedias. Uno de los desafíos actuales es la obtención de catalizadores que, además de mostrar gran actividad para la conversión de metano, presenten selectividad hacia la obtención de hidrógeno y un comportamiento estable en las condiciones de reacción. En este trabajo se sintetizaron óxidos de cerio/circonio de composición nominal Ce0,9Zr0,1O2, mediante el método gelificación-combustión utilizando glicina como combustible [1] de manera de obtener materiales de tamaño de partícula nanométrico. Los óxidos de cerio y de cerio/circonio se seleccionaron por sus propiedades estructurales y electrónicas que los convierten en materiales interesantes para ser usados como catalizadores. Además, el óxido de cerio posee la habilidad de actuar como un almacenador de oxígeno dada la capacidad del catión cerio de cambiar fácilmente entre sus estados reducido y oxidado (Ce3+/Ce4+). Los sólidos obtenidos se sometieron a un proceso posterior de impregnación con solución de níquel de manera de obtener contenidos de 9% y 50% (m/m). A los catalizadores así sintetizados se le realizaron caracterizaciones texturales, estructurales y de comportamiento catalítico en la reacción de oxidación parcial de metano. Se encontró que el método de síntesis es efectivo, obteniéndose sólidos con buenas características morfológicas (área específica, composición, homogeneidad). Además, los catalizadores resultaron ser activos y mostraron un comportamiento estable durante el período de trabajo, mostrando conversiones de metano del 90% para temperaturas comprendidas entre los 500 y 700 ºC,  siendo hidrógeno y monóxido de carbono los principales productos observados.