Síntesis, caracterización y prueba de catalizadores de 5% Ni/-Al2O3 promovidos con Ru y parejas de metales para gasificar con vapor Glucosa y 2-metoxi-4-metilfenol: Propuesta de un modelo termodinámico

Abstract

Con el paso de los años, se ha incrementado la demanda de energía, pero lamentablemente los combustibles fósiles se van a agotar y dependemos fuertemente de ellos. Es necesario proponer alternativas energéticas, entre otras: energía marítima, energía solar, energía eólica, energía de biomasa, hidrógeno, etc. El hidrógeno es un vector energético que tiene un elevado poder calorífico y una combustión limpia y a su vez, la biomasa es abundante y su gasificación permite producir hidrógeno. Por lo anterior, en esta tesis se realizaron experimentos en el reactor CREC Riser Simulator para gasificar los compuestos modelo de biomasa glucosa y 2-metoxi-4- metilfenol para producir hidrógeno. Se sintetizaron y caracterizaron los catalizadores: 0.75%Mn-5%Ni-0.25%Ru/g-Al2O3, 1%Mn-5%Ni-0.25%Ru/g-Al2O3, 1.25%Mn-5%Ni-0.25%Ru/g-Al2O3, 0.75%Mg-5%Ni- 0.25%Ru/g-Al2O3, 1%Mn-5%Ni-0.25%Ru/g-Al2O3, 5%Ni-0.25%Ru/g-Al2O3, y los resultados obtenidos fueron los siguientes: 1.- La basicidad fue muy poca para todos los catalizadores, y los valores máximos 0.32 de basicidad y el mínimo de acidez de Brönsted 23.85 corresponden al catalizador de 0.75%Mn-5%Ni-0.25%Ru/Al2O3, 2.- Para los experimentos catalíticos y no catalíticos, la concentración de hidrógeno se incrementa con el tiempo de reacción y la temperatura. Lo anterior debido a que conforme transcurre el tiempo se tiende a alcanzar el equilibrio termodinámico y las reacciones de producción de hidrógeno son primordialmente endotérmicas y de acuerdo a la ley de Van´t Hoff en las reacciones endotérmicas, la conversión se incrementa con la temperatura, 3.- La glucosa permite obtener mayores concentraciones de hidrogeno con respecto a la 2- metoxi-4-metilfenol, 4.- El catalizador con manganeso permitió obtener mayores producciones de hidrogeno que el catalizador con magnesio usando glucosa o 2-metoxi 4-metilfenol. 5.- El modelo termodinámico propuesto permite predecir las tendencias de los datos experimentales de manera aceptable. Resulta evidente que aún es necesario continuar con la propuesta de nuevos catalizadores y modelos termodinámicos para proponer criterios de escalamiento, reactores a mayor escala.