Efecto de contaminantes en un bioetanol comercial sobre el reformado catalítico con vapor oxidativo para la obtención de hidrógeno
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Resumen
En el marco de la transición energética, el hidrógeno ha tomado relevancia por distintos beneficios y gran potencial que ofrece. No obstante, al igual que las energías alternativas en su conjunto, hay un evidente rezago en su inclusión dentro de la canasta energética mundial. Dentro de la economía circular para cumplir con las exigencias de neutralidad de carbono, el reformado con vapor oxidativo de bioetanol comercial (OSRBC) se postula como una alternativa viable para generar hidrógeno. No obstante, el bioetanol comercial representa un sistema químico complejo que contiene impurezas críticas como los alcoholes pesados y compuestos como los sulfatos que son nefastos para procesos catalíticos.
Como parte de la línea de investigación del grupo ESCA, el presente trabajo de maestría abordó el estudio del desempeño de un bioetanol comercial colombiano en el proceso OSRBC, utilizando un catalizador de Ni-Co promovido con Ce-Pr. Los resultados evidencian los efectos positivos, neutros o negativos de las distintas impurezas identificadas.
En particular, mientras el azufre actúa como un veneno selectivo para los centros activos de níquel, la carga orgánica pesada acelera la formación de precursores de coque grafítico. No obstante, la alta movilidad de oxígeno del soporte favorece un ciclo dinámico de oxicarbonatos que mitiga el envenenamiento de la superficie. El estudio permite proponer la extracción del azufre presente en el bioetanol comercial como una de las variables indispensables para un posible y futuro escalado del proceso OSRBC. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
Within the framework of the energy transition, hydrogen has gained relevance due to its numerous benefits and potential. However, like alternative energies, its integration into the global energy mix is clearly lagging. Within the circular economy, and to meet carbon neutrality requirements, oxidative steam reforming of bioethanol (OSRB) is proposed as a viable method for generating hydrogen. Nevertheless, commercial bioethanol represents a complex chemical system containing critical impurities such as heavy alcohols and compounds like sulfates, which are detrimental to catalytic processes. As part of the ESCA research group's line of inquiry, this master's thesis addresses the study of the performance of a Colombian commercial bioethanol in the OSRB process, using a Ce-Pr-promoted Ni-Co catalyst. The results demonstrate the positive, neutral, or negative effects of the various impurities identified. While sulfur acts as a selective poison for nickel active sites, the heavy organic load accelerates the formation of graphitic coke precursors. However, the high oxygen mobility of the support promotes a dynamic oxycarbonate cycle that mitigates surface poisoning. This study suggests that extracting sulfur from commercial bioethanol is essential for a potential future scale-up of the OSRBC process.
Descripción
ilustraciones, diagramas