SÍNTESIS, CARACTERIZACIÓN Y EVALUACIÓN DE CATALIZADORES PARA LA OXIDACIÓN SELECTIVA DE CO EN PRESENCIA DE H2

B. SCHÖNBROD; M. MORENO; G. BARONETTI; M. LABORDE; F. MARIÑO

PRODUCCION Y PURIFICACIÓN DE HIDRÓGENO A PARTIR DE BIOETANOL Y SU APLICACIÓN EN PILAS DE COMBUSTIBLE

Año: 2006; p. 114 - 124

En cuanto a los catalizadores a base de Cu y Ce, este trabajo demuestra que es posible obtener precursores mixtos de Cu((II)-Ce(III) por el método de la urea. La precipitación cuantitativa de ambos cationes, en la forma de micro partículas esféricas de carbonatos básicos amorfos, se logra al cabo de 5 horas, a 363 K. Para contenidos del 50% en Cu(II), el precipitado evoluciona a la segregación de partículas cristalinas de sales básicas de Cu(II). La calcinación a temperatura moderada (723 K) de dichos precursores permitió obtener catalizadores muy activos y selectivos para la oxidación preferencial de monóxido de carbono en el rango de 423-523 K. Los mejores resultados se obtuvieron para muestras con relaciones atómicas de cobre (Cu) a metal total (Cu+Ce) de entre 10 y 20. La conversión de CO presentó un máximo cuya temperatura depende del contenido de cobre, el cual se desplaza a menores temperaturas a medida que el contenido de cobre de la muestra aumenta. El análisis del efecto de las condiciones operativas del reactor de CO PROX se llevó a cabo utilizando un catalizador comercial de Pt/Al2O3, en presencia de una mezcla reaccionante típica de un reformador de etanol y utilizando un reactor de lecho fijo a escala laboratorio. Se comprobó que el comportamiento de este catalizador se ajusta a lo descrito por la bibliografía: presenta una baja conversión de CO a bajas temperaturas, y la misma se incrementa abruptamente a temperaturas más altas. La curva de XCO vs. T presenta un máximo, no así la curva de XO2 vs. T, indicando que la oxidación de hidrógeno comienza a ser relevante. Por lo tanto existe un rango o ventana de temperatura en el cual se pueden obtener conversiones de CO cercanas al 100%. La presencia de agua en la mezcla reaccionante favorece la velocidad de oxidación de CO. Por el contrario, la presencia de hidrógeno, dióxido de carbono y metano no parecen afectar, al menos en las condiciones operativas utilizadas en este trabajo, ni la conversión de CO ni la selectividad a CO2. Por consiguiente, este catalizador parece adecuado para este proceso, ya que ajustando las condiciones operativas, particularmente el tiempo de residencia y la relación molar O2/CO, es posible lograr una mezcla que ingrese a la pila de combustible con el contenido de CO que la misma requiere para evitar el envenenamiento del electrodo y con una selectividad a CO2 entre 20 y 40%. Además, trabaja en un rango de temperaturas que se adapta muy bien al dispositivo que incluye el reformador de etanol, el convertidor de CO y la pila de combustible. Este catalizador ha demostrado cierta robustez ya que ha mantenido prácticamente su actividad inicial luego de 300 horas de operación y ha respondido satisfactoriamente a ensayos de paradas y arranques sucesivos.