Reforma de biogás para produção de hidrogênio utilizando catalisadores de níquel suportados em MgO/Al² O³

Corrente, Matheus Vicenzo

Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11422/23380

Type:	Trabalho de conclusão de graduação
Title:	Reforma de biogás para produção de hidrogênio utilizando catalisadores de níquel suportados em MgO/Al² O³
Author(s)/Inventor(s):	Corrente, Matheus Vicenzo
Advisor:	Manfro, Robinson Luciano
Co-advisor:	Souza, Mariana de Mattos Vieira Mello
Abstract:	O hidrogênio tem sido apontado como possível fonte de energia para o futuro, uma vez que é um combustível limpo, ou seja, não produz nenhum gás de efeito estufa quando utilizado. Assim, para obter o hidrogênio de forma sustentável, deve-se desenvolver tecnologias que utilizem matérias-primas renováveis. Dessa forma, a rota reacional de conversão do biogás, que contém principalmente metano e dióxido de carbono, apresenta-se como uma alternativa promissora. Porém, um dos grandes desafios da reforma do biogás é o desenvolvimento de catalisadores resistentes à deposição de coque. Neste projeto foi avaliada a conversão do biogás em diferentes temperaturas, bem como a estabilidade de catalisadores de Ni suportados em alumina promovida com MgO (10 % MgO/Al2O3). Os catalisadores foram sintetizados utilizando três metodologias distintas: impregnação úmida, método do citrato (Pechini) e coprecipitação. Também foi sintetizado um catalisador sem adição de promotor de MgO para avaliar seu efeito nas propriedades morfológicas do catalisador e sua influência na deposição de carbono na superfície catalítica. Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios X (DRX), fluorescência de raios X (FRX), fisissorção de N2, redução a temperatura programada (TPR), dessorção a temperatura programada de NH3 (TPD-NH3) e CO2 (TPD-CO2) e análise termogravimétrica (ATG). Os testes catalíticos foram realizados em unidade reacional de fluxo contínuo empregando reator de leito fixo com vazão de alimentação de 100 mLmin-1 da mistura 10 % CH4/He e 100 mLmin-1 da mistura 10 % CO2/He. A massa de catalisador usada foi 0,05 g de catalisador diluídos em 0,25 g de carbeto de silício (SiC). Inicialmente foram executadas reações em diferentes temperaturas, variando de 450 °C à 800 °C, em intervalos de 50 °C. Posteriormente, os catalisadores foram avaliados quanto a estabilidade durante 100 h, utilizando as mesmas condições reacionais. O aumento da temperatura reacional revelou que valores acima de 700 °C já não produzem mudanças significativas na conversão do CH4 e CO2 e elevam a produção de coque, sendo essa, portanto, a temperatura utilizada nos testes de estabilidade. O catalisador preparado por impregnação úmida apresentou melhor desempenho catalítico, com conversões de CH4 variando de 94 % a 91 % e conversões de CO2 variando de 95 % a 93 %, ao fim das 100 h. O catalisador preparado por coprecipitação também apresentou elevada estabilidade, com conversões de CH4 variando de 81 % a 76 % e conversões de CO2 variando de 87 % a 82 %. Por outro lado, foi nítida a desativação do catalisador sintetizado pelo método do citrato, com uma diminuição na conversão de CH4 de 87,3 % para 62,2 % e uma queda na conversão de CO2 de 90,5 % para 69,2 %.
Keywords:	Biogás Hidrogênio Catálise Níquel Análise termogravimétrica Análise térmica
Subject CNPq:	CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::TECNOLOGIA QUIMICA
Production unit:	Escola de Química
Publisher:	Universidade Federal do Rio de Janeiro
Issue Date:	27-Jul-2023
Publisher country:	Brasil
Language:	por
Right access:	Acesso Aberto
Appears in Collections:	Engenharia Química

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