Resumen:
Actualmente se ha presentado la problemática de producir energía de manera sustentable y
amigable con el medio ambiente, de tal forma que los sistemas basados en energías
renovables deben tomar mayor relevancia. La biomasa es un material que consiste en carbón,
hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y minerales, se considera una energía renovable, barata,
eficiente, con menos emisiones de gases y ayuda al reciclaje de residuos orgánicos.
se considera un recurso renovable.
La gasificación de biomasa genera residuos de carbono y alquitranes, por lo que se tiene que
buscar la forma de utilizar un catalizador que minimice la producción de alquitranes y
producir más hidrógeno. Los catalizadores sintetizados y probados fueron 5%Ni/ꝩ-Al2O3,
5%Ni-2%Ce/ꝩ-Al2O3, 5%Ni-2%La/ꝩ-Al2O3 y 5%Ni-2%Mg/ꝩ-Al2O3 todos ellos preparados
por la técnica de co-impregnación de humedad incipiente, fueron caracterizados usando
Brunauer, Emmett y Teller (BET), Distribución de tamaño de partícula (PSD), Difracción de
rayos X (XRD) , Reducción a temperatura programada (TPR), Desorción a temperatura
programada (TPD), Adsorción atómica (AA), Microscopía electrónica de barrido (SEM),
Microscopía electrónica de transición (TEM) y espectroscopia de infrarrojo con transformada
de Fourier (FTIR). Se varió la temperatura (550, 600 y 650°C) y el tiempo de reacción
(5,10,20,30 y 40 segundos) para todos los catalizadores, además también se hicieron
experimentos térmicos para ver si existe una mejora al utilizar catalizadores. Los productos
de la gasificación fueron analizados en un cromatógrafo de gases acoplado a un detector de
conductividad térmica y se determinaron cuantitativamente los compuestos H2, CH4, CO y
CO2.
Finalmente se encontró que el mejor catalizador fue el de 5%Ni-2%Ce/ꝩ-Al2O3 a 650°C, 20s
con una relación de vapor/glucosa de uno y catalizador/biomasa de dos, debido a que se
presentó un aumento de la cantidad de H2 (0.61) y CO2 (0.21), y una disminución de CO
(0.09) y CH4(0.09). Lo anterior indica que se efectúan principalmente las reacciones de
desplazamiento de agua (𝐶𝑂+𝐻2𝑂↔𝐻2+𝐶𝑂2), reformación con vapor de metano
(𝐶𝐻4+𝐻2𝑂↔3𝐻2+𝐶𝑂) y reformación en seco de metano (𝐶𝐻4+𝐶𝑂2↔2𝐻2+2𝐶𝑂).
Descripción:
Currently, the problem of producing energy in a sustainable and environmentally friendly
way is a challenge, in such a way that systems based on renewable energies must take greater
relevance. Biomass is a material consisting of carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen and
minerals, which is considered a renewable resource due to its low sulfur content and
emissions.
The biomass gasification generates waste carbon and tars, so we have to find a way to use a
catalyst that minimizes the production of tars and produce more hydrogen. The catalysts
synthesized and tested were 5%Ni/ꝩ-Al2O3, 5%Ni-2%Ce/ꝩ-Al2O3, 5%Ni-2%La/ꝩ-Al2O3 y
5%Ni-2%Mg/ꝩ-Al2O3 all of them prepared by the incipient moisture co-impregnation
technique, were characterized using Brunauer, Emmett and Teller (BET), particle size
distribution (PSD), X-ray diffraction (XRD), programmed temperature reduction (TPR) ,
Programmed temperature desorption (TPD), atomic adsorption (AA), scanning electron
microscopy (SEM), transition electron microscopy (TEM) and infrared spectroscopy with
Fourier transform (FTIR). The temperature was varied (550, 600 and 650°C) and the reaction
time (5, 10, 20, 30 and 40 seconds) for all the catalysts, in addition thermal experiments were
also done to see if there is an improvement when using catalysts. The gasification products
were analyzed in a gas chromatograph coupled to a thermal conductivity detector and the H2,
CH4, CO and CO2 compounds were determined quantitatively.
Finally it was found that the best catalyst was 5%Ni-2%Ce/ꝩ-Al2O3 at 650 °C, 20s with a
vapor / glucose ratio of one and catalyst / biomass of two, because there was an increase of
the amount of H2 (0.61) and CO2 (0.21), and a decrease of CO (0.09) and CH4 (0.09). This
indicates that water gas shift reactions (𝐶𝑂 + 𝐻2𝑂↔𝐻2 + 𝐶𝑂2), methane vapor reformation
(𝐶𝐻4 + 𝐻2𝑂↔3𝐻2 + 𝐶𝑂) and dry methane reforming (𝐶𝐻4 + 𝐶𝑂2↔2𝐻2 + 2𝐶𝑂).
Excepto si se señala otra cosa, la licencia del ítem se describe como Atribución-NoComercial-CompartirIgual 3.0 Estados Unidos de América