Nuevos catalizadores estructurados para la obtencion de hidrogeno limpio de co
Year: 2016

Resumen La presente Tesis se ha estructurado en siete capitulos. En el primero se presentan los puntos mas relevantes que han motivado esta memoria. En los capitulos siguientes se exponen los resultados obtenidos en el transcurso de la investigacion realizada durante estos anos. Por ultimo, se incluye un apartado final donde se plasman las conclusiones mas relevantes del trabajo desarrollado en los capitulos previos. El Capitulo 1 consiste en una introduccion donde se aborda la situacion energetica actual y los problemas que derivan de ella. Como posible alternativa a la problematica expuesta, se plantea la posibilidad de producir energia a partir de hidrogeno mediante pilas de combustible de membrana polimerica para aplicaciones moviles y estacionarias a pequena mediana escala. Para que el hidrogeno se pueda usar en este tipo dispositivos es imprescindible que no contenga CO y se propone la reaccion de oxidacion preferencial (CO PROX) como opcion para purificar el hidrogeno y reducir el CO a concentraciones aceptables para la pila. Por ultimo se hace un recorrido por el tipo de catalizadores empleados en esta reaccion centrandonos en los catalizadores basados en oxido de cobre oxido de cerio. En el Capitulo 2 se exponen los resultados cataliticos, en terminos de actividad y selectividad, alcanzados por una serie de catalizadores de CuO CeO2 con diferentes contenidos de cobre en peso. El oxido de cerio empleado como soporte se ha sintetizado siguiendo el metodo de liofilizacion del precursor. Se han realizado ensayos cataliticos bajo diferentes condiciones de operacion, en condiciones ideales y simulando las condiciones reales a la salida de una unidad de WGS, para lo que se ha anadido CO2 y H2O a la corriente gaseosa que llega al reactor. En este capitulo tambien se detalla el proceso de sintesis de los materiales y se presentan los datos de la caracterizacion de los catalizadores antes y despues de la reaccion, obtenidos mediante diferentes tecnicas. En el Capitulo 3 se lleva a cabo un estudio comparativo de las propiedades texturales, estructurales y redox de tres catalizadores de CuO soportados en ceria y en cerias modificadas con oxido de circonio y con alumina, respectivamente, y de como estas diferencias afectan a los resultados cataliticos. Los soportes utilizados en estos sistemas cataliticos se han preparado por el mismo proceso que en el capitulo anterior. Resumen El Capitulo 4 se presenta una serie de catalizadores de CuO CeO2 en los que el soporte de ceria se ha sintetizado utilizando microesferas de PMMA como plantillas con la intencion de controlar la porosidad de material y se han usado como precursores metalicos los nitratos correspondientes. En el Capitulo 5 se han preparado una serie de catalizadores CuO Ce0,9X0,1O2 donde los soportes consisten en ceria y cerias dopadas con diferentes tierras raras sintetizados por combustion directa de las sales precursoras correspondientes. En el Capitulo 6 se han preparado catalizadores de CuO CeO2, con diferentes contenidos de CuO, soportados sobre materiales mesoporosos de superficies especificas elevas. Como soportes se han empleado dos heteroestructuras porosas basadas en arcillas(PCH) del tipo montmorillonita, una de ellas modificada con circonio. Al igual que en el Capitulo 2, los Capitulos 3 6 incluyen los datos mas relevantes de la caracterizacion de las propiedades de los catalizadores, antes y despues de la reaccion. Ademas, los ensayos cataliticos se han realizado bajo diferentes condiciones de operacion para evaluar el comportamiento catalitico de las muestras en la reaccion, su estabilidad y la resistencia a ser desactivados por la presencia separada o conjunta de CO2 y H2O en el efluente. La incorporacion de la fase activa se ha realizado mediante impregnacion a humedad incipiente y posterior calcinacion, salvo en el caso de los catalizadores del Capitulo 4. En el Capitulo 7 se comparan los resultados cataliticos de catalizadores similares sintetizados por metodos distintos considerando las propiedades estructurales y redox exhibidas por las muestras. Por ultimo se incluye un apartado donde se exponen las conclusiones a las que se ha llegado tras analizar el contenido de los capitulos anteriores.