AVALIAÇÃO DE CATALISADORES CU-NI SUPORTADOS EM NB2O5 EM REAÇÕES DE REFORMA DE ETANOL PARA PRODUÇÃO DE HIDROGÊNIO
Aluno de Iniciação Científica: Eduardo Lima Evencio de Carvalho (LACTEC)
Curso: Engenharia Química (MT)
Orientador: Roberta Carolina Pelissari Rizzo Domingues
Co-Orientador: Cássio Morilla dos Santos
Colaborador: Monique Anne Martins Figueira
Departamento: Engenharia Química
Setor: Tecnologia
Palavras-chave: Reforma de etanol, Produção de hidrogênio, Catalisadores Cu-Ni/Nb2O5
Área de Conhecimento: 10603018 - CINÉTICA QUÍMICA E CATALISE
Energia elétrica gerada a partir de células a combustível com o uso de hidrogênio é, sem dúvida, uma das fontes de energia limpa com um dos maiores potenciais existentes atualmente. O grande desafio desta tecnologia é a produção de hidrogênio de maneira mais pura possível. O processo de reforma a vapor do etanol apresenta vantagens no que diz respeito a grande disponibilidade em termos nacionais, a não toxicidade e principalmente por ser renovável. Desta maneira, foi proposto o estudo da reação de reforma a vapor de etanol utilizando catalisadores Cu-Ni suportados em Nb2O5, para isso foram preparados cinco catalisadores contendo cobre e/ou níquel suportados em pentóxido de nióbio com diferentes maneiras de impregnação dos metais. Os catalisadores foram caracterizados por espectrometria de absorção atômica (A.A.), área superficial específica (BET), redução a temperatura programada (RTP), adsorção/dessorção a temperatura programada de amônia (TPD-NH3) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) com análise complementar de espectrometria de energia dispersiva. A análise de BET mostrou que todos os catalisadores são porosos, mas sem a presença de microporos. A análise de RTP apresentou resultados condizentes com a influência que a ordem de impregnação exerce. A análise de TPD-NH3 demonstrou que o catalisador de impregnação simultânea é o mais ácido entre todos estudados. Resultados obtidos a partir do MEV corroboraram com os de área superficial para observar a superfície catalítica porosa. A reação sucedeu-se com todos os catalisadores empregando amostra de 3,5 g, em unidade de bancada com leito catalítico operando a 573K. A produção de H2 ocorreu com boa seletividade em todos os catalisadores, no entanto houve a formação de produtos gasosos indesejáveis, como CH4, CO, etano e principalmente etileno. Detectou-se baixa concentração de acetaldeído e éter dietílico nas amostras de produtos líquidos de todos os catalisadores. A conversão foi mais baixa no caso dos catalisadores monometálicos e no catalisador em que ocorreu a impregnação simultânea de Cu e Ni, ficando quase sempre abaixo de 50% nesses três casos. O catalisador em que a primeira impregnação foi de Cu seguida da de Ni apresentou o melhor desempenho entre todos, já que formação de subprodutos gasosos foi pequena com o decorrer da reação, e também, apresentou uma conversão que se manteve entre 40 e 80% ao longo do teste catalítico. Os resultados mostraram que catalisadores a base de Cu-Ni suportados em nióbia são promissores para serem utilizados na reação de reforma de etanol.
