Bio-ethanol steam reforming on Ni/Al2O3 catalyst

Comas, José; Mariño, Fernando; Laborde, Miguel; Amadeo, Norma

doi:10.1016/s1385-8947(03)00186-4

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“…Os catalisadores de cobre e níquel suportados em alumina têm mostrado atividade e seletividade apropriadas para a produção de hidrogênio através da reforma a vapor do etanol 6,[8][9][10] . Muitos pesquisadores têm sugerido que catalisadores contendo cobre favorecem a desidrogenação de etanol a acetaldeído [11][12][13] , enquanto que os que contêm níquel favorecem a quebra da ligação carbono-carbono para formação de metano, monóxido de carbono e hidrogênio 7 .…”

Section: Introductionunclassified

“…A reforma a vapor do metanol tem sido amplamente estudada já há algum tempo 3,4 , enquanto que os estudos a respeito da reforma a vapor de etanol têm aumentado nos últimos anos [5][6][7] . O uso do etanol, obtido no Brasil, através da cana-de-açúcar, matéria-prima renovável, apresenta vantagens do ponto de vista ambiental, pois, não contribui com o aumento da concentração de CO 2 na atmosfera, tendo em vista que todo o CO 2 produzido ao longo do processo de geração de hidrogênio é, posteriormente, consumido na renovação da safra.Os catalisadores de cobre e níquel suportados em alumina têm mostrado atividade e seletividade apropriadas para a produção de hidrogênio através da reforma a vapor do etanol 6,[8][9][10] . Muitos pesquisadores têm sugerido que catalisadores contendo cobre favorecem a desidrogenação de etanol a acetaldeído [11][12][13] , enquanto que os que contêm níquel favorecem a quebra da ligação carbono-carbono para formação de metano, monóxido de carbono e hidrogênio 7 .…”

unclassified

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Produção de hidrogênio a partir da reforma a vapor de etanol utilizando catalisadores Cu/Ni/gama-Al2o3

et al. 2007

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catalysts were prepared by an impregnation method with 2.5 or 5% wt of copper and 5 or 15% wt of nickel and applied in ethanol steam reforming. The catalysts were characterized by atomic absorption spectrophotometry, X-ray diffraction, temperature programmed reduction with hydrogen and nitrogen adsorption. The samples showed low crystallinity, with the presence of CuO and NiO, both as crystallites and in dispersed phase, as well as of NiO-Al 2 O 3 . The catalytic tests carried out at 400 o C, with a 3:1 water/ethanol molar ratio, indicated the 5Cu/5Ni/Al 2 O 3 catalyst as the most active for hydrogen production, with a hydrogen yield of 77% and ethanol conversion of 98%.Keywords: copper-nickel catalysts; ethanol steam reforming; hydrogen. INTRODUÇÃOOs combustíveis fósseis, como petróleo e carvão, além de submeterem os países à instabilidade de preços e gerarem resíduos que comprometem as condições ambientais, um dia estarão esgotados. Deste modo, torna-se atrativa a busca de rotas alternativas para geração de energia. Entre estas, destaca-se o uso de biomassa vegetal para produção de álcool e biodiesel. Estes podem ser usados diretamente em motores à combustão ou no caso do álcool, como fonte de hidrogênio para células a combustível, gerando energia elétrica 1 . A produção de hidrogênio através da reforma a vapor de hidrocarbonetos e álcoois 2 pode favorecer o uso deste gás como uma alternativa aos atuais combustíveis de origem fóssil, além de remover a dificuldade de estocagem e distribuição. A reforma a vapor do metanol tem sido amplamente estudada já há algum tempo 3,4 , enquanto que os estudos a respeito da reforma a vapor de etanol têm aumentado nos últimos anos [5][6][7] . O uso do etanol, obtido no Brasil, através da cana-de-açúcar, matéria-prima renovável, apresenta vantagens do ponto de vista ambiental, pois, não contribui com o aumento da concentração de CO 2 na atmosfera, tendo em vista que todo o CO 2 produzido ao longo do processo de geração de hidrogênio é, posteriormente, consumido na renovação da safra.Os catalisadores de cobre e níquel suportados em alumina têm mostrado atividade e seletividade apropriadas para a produção de hidrogênio através da reforma a vapor do etanol 6,[8][9][10] . Muitos pesquisadores têm sugerido que catalisadores contendo cobre favorecem a desidrogenação de etanol a acetaldeído [11][12][13] , enquanto que os que contêm níquel favorecem a quebra da ligação carbono-carbono para formação de metano, monóxido de carbono e hidrogênio 7 . Assim, em função de possíveis interações entre cobre e níquel, que podem influenciar a atividade catalítica, este trabalho teve por objetivo o estudo da preparação e caracterização de catalisadores de níquel e cobre sobre alumina em diferentes teores e ordem de adição dos metais, bem como a avaliação catalítica dos mesmos na reação de reforma a vapor de etanol. PARTE EXPERIMENTAL Preparação dos catalisadores

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Section: Introductionunclassified

unclassified

Produção de hidrogênio a partir da reforma a vapor de etanol utilizando catalisadores Cu/Ni/gama-Al2o3

et al. 2007

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“…It has been reported that different catalyst systems based on cobalt, copper/zinc, copper/zinc/chromium and noble metals supported on different carriers have been studied for the steam reforming of ethanol, indicating that steam reforming of ethanol proceeds through an acetaldehyde intermediate [44]. On the other hand, it is worth noting that ethanol is dehydrated by the acid sites of the alumina producing ethylene [45]. (10) Therefore, the overall reaction scheme for ethylene steam reforming could be represented as follows: CH + H O CO + 3H ↔ (12) Methane is detected under these conditions.…”

Section: Effect Of Space Timementioning

confidence: 99%

Hydrogen Production by the Steam Reforming of Bio-Ethanol over Nickel-Based Catalysts for Fuel Cell Applications

Chen¹,

Xu²

2017

IJSGE

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Abstract:The bio-ethanol steam reforming over nickel-based catalysts when the temperature is within the range of 700 to 800 K is studied for fuel cell applications. The effect of operating conditions such as the temperature, space time, water-to-ethanol molar ratio, and oxygen-to-ethanol molar ratio on the product distribution is evaluated. The water-gas shift reaction is examined in the reforming process. Adjusting feed ratios to favor carbon removal from the surface is discussed in detail. It is shown that a nickel-supported-on-alumina catalyst completely converts bio-ethanol and high hydrogen yields are obtained. High temperatures and water-to-ethanol ratios can promote hydrogen production. There is no evidence that the water-gas shift reaction occurs over nickel-based catalysts. Carbon formation can be minimized by using high water-to-ethanol ratios. The presence of oxygen in the feed plays a favorable effect on the carbon deposition, but the carbon monoxide production is not reduced. There are several reaction pathways that could occur in the bio-ethanol steam reforming process, and the catalyst produces ethylene and acetaldehyde as intermediate products. The region of carbon formation depends on the temperature as well as the water-to-ethanol and oxygen-to-ethanol molar ratios. Finally, an overall reaction scheme as a function of temperature is proposed. The best catalysts appear to be those that are sufficiently basic to inhibit the dehydration of ethanol to ethylene, which subsequently polymerizes and causes coke formation.

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“…Even though bioethanol steam reforming may be simplified by Eq. (1), the complete reaction scheme is far more complex, obtaining not only H 2 and CO 2 , but also CO, CH 4 , and, in some cases, acetaldehyde and ethylene [4]. As a consequence, in addition to high activity to attain the greatest conversion possible, high hydrogen selectivity is needed to avoid the formation of undesirable sub products which may result in carbon formation [5,6].…”

Section: Bioethanol Steam Reformingmentioning

confidence: 99%

“…First, reactor temperature and oxygen stoichiometric excess optimization was carried out using a prepared mixture of 75 % H 2 , 3 % CO, 19 % CO 2 , and 3 % CH 4 , considering the temperature profiles along the reactor and temperature control. Two different copper distributions in the catalyst particle were used in separate experiments for their comparison.…”

Section: Coproxmentioning

confidence: 99%

Hydrogen Production from Bioethanol: Behavior of a Carbon Oxide Preferential Oxidation Catalyst

et al. 2017

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Hydrogen is recognized as a promising green energy source, particularly when used to feed a polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC). Here, hydrogen was obtained by bioethanol steam reforming with CO and CO 2 as primary sub products. Since the cell anode is extremely sensitive to poisoning with CO, watergas shift (WGS) and carbon oxide preferential oxidation (COPROX) reactors were employed for hydrogen purification. Catalysts prepared by our lab were tested at pilot plant scale in both the reformer and COPROX unit, where different active phase distributions, stoichiometric excess of air, and reaction temperatures were tested. The use of two different COPROX units with intermediate air injection was also considered. The as-prepared catalysts showed good stability and performance.

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Bio-ethanol steam reforming on Ni/Al2O3 catalyst

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Produção de hidrogênio a partir da reforma a vapor de etanol utilizando catalisadores Cu/Ni/gama-Al2o3

Produção de hidrogênio a partir da reforma a vapor de etanol utilizando catalisadores Cu/Ni/gama-Al2o3

Hydrogen Production by the Steam Reforming of Bio-Ethanol over Nickel-Based Catalysts for Fuel Cell Applications

Hydrogen Production from Bioethanol: Behavior of a Carbon Oxide Preferential Oxidation Catalyst

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