PRODUCCION DE HIDROGENO A PARTIR DE ETANOL EMPLEANDO CATALIZADORES DE NiZnAl. INFLUENCIA DEL AGREGADO DE Ce

AGUSTIN E. GALETTI; MANUEL F. GOMEZ; LUIS A. ARRUA; MARIA CRISTINA ABELLO

Buenos Aires, Argentina

Jornada; Segundas jornadas iberoamericanas de pilas de combustible e hidr¨®geno; 2006

La reacción de reformado de etanol es estudiada con el objeto de producir hidrógeno para su empleo en celdas de combustibles. Diferentes sistemas catalíticos están siendo desarrollados y en particular, los catalizadores de Ni han resultado ser muy activos y selectivos en la reacción mencionada. Sin embargo, estos sistemas presentan como principal desventaja su desactivación por deposición de coque, sinterizado y/o la formación de compuestos inactivos. En literatura, se ha reportado que la incorporación de Ce en catalizadores de Ni disminuye la velocidad de crecimiento de las partículas de Ni0, incrementa la reducibilidad de las especies Ni2+ y promueve la remoción de los depósitos carbonosos como consecuencia de su capacidad de almacenar O2 y de donarlo a la superficie del sólido. En este trabajo se estudia la influencia del agregado de Ce en la performance catalítica del sistema NiZnAl. El catalizador fue preparado por la t¨¦cnica sol-gel conteniendo 25% en peso de Ni, una relación atómica Zn:Al = 0.5, y cantidades de Ce de 2, 5 y 10% en peso. Las muestras fueron caracterizadas por difracción de rayos X, superficie específica y reducción térmica programada y fueron ensayadas en la reacción de reformado de etanol a 500°C, empleando una relación molar H2O:C2H5OH superior a la estequiométrica (RM = 4) y una masa de catalizador de 300 mg. Los patrones de difracción muestran la formación de la espinela de Zn con segregación de NiO y CeO2. Las superficies específicas están en el rango de 120-124 m2g-1 no observándose cambios significativos con el agregado de Ce. Los resultados de reducción térmica programada indican que, a la temperatura de reacción, el níquel se encuentra mayoritariamente en estado metálico mientras que el cerio estaría parcialmente reducido formando la dupla redox  Ce4+ /Ce3+. Bajo condiciones de reformado todas las muestras resultan ser muy activas con conversiones de etanol del 100% y selectividades a H2 superiores al 80%. Los productos carbonosos son CO2, CO y CH4 observándose, en las muestras conteniendo Ce, un aumento en la relación CO2/CO y una disminución en la selectividad a CH4. Si bien los catalizadores son estables durante 300 min en reacción, ensayos termogravimétricos de las muestras usadas, en condiciones de reformado, indican pérdidas de masa que decrecen con el contenido de Ce y que pueden atribuirse al quemado de depósitos carbonosos. Así, para la muestra libre de Ce, la pérdida de masa es  del 30%, mientras que  para la muestra conteniendo 10% de Ce es del 16.5%. Cabe destacar, además, que por difracción de rayos X en la muestra libre de Ce, usada en reacción,  se detecta un pico ancho centrado en 2O = 26.3° que correspondería a C grafítico.