Efeito do teor metálico em catalisadores Co/Al2O3 aplicados à reação de reforma a vapor de etanol

Abstract

Recebido em 19/3/04; aceito em 24/11/04; publicado na web em 13/4/05 EFFECT OF METAL LOAD IN Co/Al 2 O 3 CATALYSTS FOR ETHANOL STEAM REFORMING. The development of cobalt catalysts to produce hydrogen from ethanol is the goal of this investigation. Co/Al 2 O 3 catalysts were prepared by impregnation and characterized by atomic absorption, nitrogen adsorption, X-ray diffraction, Raman spectroscopy, temperature programmed reduction and carbon analysis. The catalysts contained Co 3 O 4 oxide and Co 3+ and Co 2+ species interacting with alumina. The cobalt load affects the crystal size and the crystalline structure and higher Co loads influence the reaction mechanism, changing the selectivity of the catalysts, decreasing the amount of CO produced and avoiding the formation of products catalyzed by the support. The ethanol conversion was 50-70% with 10-<1% of CO in the hydrogen.Keywords: ethanol steam reforming; hydrogen production; cobalt oxide. INTRODUÇÃOO uso de hidrogênio em células a combustível é, sem dúvida, um dos métodos mais convenientes, do ponto de vista ambiental, para geração de energia elétrica. Entretanto, ainda devem ser definidas as fontes de hidrogênio pois, apesar da sua abundância, este praticamente não existe disponível na forma molecular livre, mas deve ser obtido da água ou de fontes orgânicas, entre as quais encontram-se o gás natural, a gasolina e o metanol. Porém, estas não são perfeitamente adequadas ao Brasil, tanto pela origem fóssil, quanto pela disponibilidade no país. Neste contexto, a geração de hidrogênio a partir do etanol obtido da fermentação da biomassa tem sido considerada, pois este processo é capaz de resolver duas importantes questões: redução da dependência do país de combustíveis fósseis (petróleo e gás natural) e a não-contribuição para o aumento de emissões de dióxido de carbono na atmosfera, devido ao fato de o CO 2 gerado na reforma ser consumido durante o crescimento da cana-de-açúcar. Além do baixo impacto ambiental, o etanol também apresenta vantagens do ponto de vista de manipulação, estocagem e, particularmente no Brasil, apresenta facilidade de distribuição ao consumidor final, tendo em vista a ampla rede já instalada de pontos de distribuição de combustível. Como vantagem suplementar, pode-se citar que o processo de reforma a vapor opera com álcool hidratado, eliminando o custoso processo de separação etanol-água, que é empregado na produção do álcool anidro, atualmente utilizado em mistura com a gasolina.Embora a reforma a vapor do metanol tenha sido amplamente estudada 1-3 , poucos trabalhos foram dedicados à reforma do etanol 4 , por ser esta matéria-prima de interesse mais restrito ao Brasil. Estudos da termodinâmica do processo têm mostrado que ele é possível em temperaturas superiores a 230 ºC, tendo como principais produtos hidrogênio, óxidos de carbono e metano 5 . Outros produtos, tais como eteno, acetona, éter etílico, acetato de etila e acetaldeído, resultantes de reações paralelas, podem ser adicionalmente gerados no processo.A reforma a vapor de etan...

Effect of the Preparation Method on Co/Al&lt;sub&gt;2&lt;/sub&gt;O&lt;sub&gt;3&lt;/sub&gt; Catalyst Applied to Ethanol Steam Reforming Reaction Production of Hydrogen

“…In Figure 7, the catalyst Co/Al S -I, at 450˚C was more stable, but still shows activity to ethylene formation, which is evidence of the competition between the ethanol dehydration reaction on acid alumina sites and the ethanol steam reforming reaction on metallic sites [12]. This catalyst presents higher CO 2 yield at lower reaction temperature.…”

A utilização de etanol em célula a combustível de óxido sólido

“…Um dos processos típicos de enriquecimento da corrente de hidrogênio do reformador é remoção do CO com água, pela reação de shift (Equação 4): 69 CO + H 2 O → CO 2 + H 2 (4) Os catalisadores industriais ou usados em pesquisa são geralmente baseados em metais como Ni, Fe, Co, Cu, depositados em uma variedade de suportes. [70][71][72][73] Alternativamente, a reação de reforma do etanol pode ser conduzida em presença de metais nobres, como Rh, Ru, Pd e Pt. 50,[74][75][76][77] Estes catalisadores podem ser preparados por métodos diferentes, tais como impregnação, precursores poliméricos (método Pechini), sol-gel, combustão, coprecipitação, entre outros.…”

Avaliação da eficiência de uma célula a combustível estacionária de ácido fosfórico

“…São menos sensíveis à contaminação por CO e, portanto, podem ser integradas a reformadores sem a necessidade de purificação do gás combustí-vel em nível de ppm. Esta característica é particularmente importante para os sistemas de reforma de etanol, atualmente em desenvolvimento no Brasil [19][20][21][22] . Neste trabalho são apresentados os resultados da avaliação das eficiências elétrica, térmica e total da célula a combustível estacionária de ácido fosfórico para várias potências elétricas nominais de operação.…”