UFRJ/EQ/EPQB: Produção de Hidrogênio a partir do Glicerol
Produção de Hidrogênio a partir da Reforma em Fase Líquida do Glicerol e do Hidrolisado do Bagaço da Cana-de-Açúcar
Autor: Robinson Luciano Manfro
Orientadora: Mariana de Mattos Vieira Mello Souza.
A reação de reforma em fase líquida (APR - Aqueous Phase Reforming) pode transformar orgânicos oxigenados, como glicerol e xilose (hidrolisado de bagaço de cana), em uma fase gasosa composta principalmente por H2 e CO2 com pequena concentração de CO.
Para esta reação foram utilizados catalisadores de níquel suportados em óxido de alumínio, óxido de zircônio e óxido de cério, os quais foram sintetizados por três diferentes metodologias:
impregnação úmida
coprecipitação e
As caracterizações dos catalisadores mostraram que as propriedades morfológicas e estruturais são fortemente influenciadas pela metodologia de preparação. As análises de fisissorção de N2 mostraram que os catalisadores sintetizados por combustão apresentaram as menores áreas BET, sendo que todas as amostras são mesoporosas (diâmetro médio do poro de 20 a 500 Å) com isotermas do tipo IV e histerese do tipo H3.
As análises de redução a temperatura programada mostraram que os catalisadores suportados em óxido de alumínio apresentam um grau de redução inferior a 100%, indicando que não houve redução completa do níquel a níquel metálico, no entanto o grau de redução dos demais catalisadores apresenta valores acima dos 100%, indicando redução adicional do suporte, principalmente no caso dos catalisadores suportados em óxido de cério.
A reação de reforma do glicerol e da xilose foi realizada em reator tipo autoclave. A fase gasosa é composta pelos gases H2, CO2, CO e CH4, os quais foram analisados em um cromatógrafo a gás.
Os resultados mostraram ser possível obter altas concentrações de H2 em temperaturas de reação ao redor dos 250°C na APR do glicerol, e a maior conversão obtida foi de 50%, utilizando o catalisador Ni/Al2O3 preparado por impregnação. Para a APR do hidrolisado do bagaço de cana altas conversões foram obtidas a 175°C para todos os catalisadores testados, no entanto observou-se que o hidrolisado sofre decomposição térmica, e a concentração de H2 produzida é significativamente menor, comparada a APR do glicerol.
Nos testes comparativos com catalisadores de Pt, os catalisadores de Ni apresentaram uma maior atividade catalítica. Análises de difração de raios X mostraram que os catalisadores de Ni sofrem sinterização, aumentando o tamanho do cristal de Ni após reação.