Reformado seco de metano intensificado sobre espumas cerámicas de Ni: efecto de la carga de níquel

Abstract

[ES] El cambio climático es uno de los problemas más importantes del mundo actual, debido a las intensas emisiones de gases de efecto invernadero que se han producido desde la revolución industrial. Asimismo, las cada vez más limitadas reservas de combustibles fósiles han llevado a gobiernos e instituciones de todo el mundo a limitar el uso de las energías basadas en el carbón, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero e impulsar el desarrollo de tecnologías que permitan mantener el nivel de crecimiento sin dañar el medio ambiente. Las soluciones más generalmente aceptadas para reducir las emisiones de CO2 a la atmósfera involucran la reducción del consumo energético y de materias primas, así como un cambio en la forma de gestionar los recursos y los residuos. Entre los diferentes residuos que se generan, el dióxido de carbono es uno de los que mayor potencial de reutilización presenta y uno de los que se genera en mayor cantidad. Por ello, la implementación de los procesos de captura, almacenamiento y utilización del dióxido de carbono es un elemento clave para el desarrollo sostenible. Gracias a estos procesos, se pueden reducir las emisiones de CO2 de numerosas instalaciones como centrales térmicas, industrias siderúrgicas y del cemento y depuradoras de aguas residuales, a la vez que se producen compuestos de alto valor añadido. Entre las diferentes tecnologías de utilización del CO2 capturado, el reformado seco de metano es uno de los procesos más interesantes, ya que utiliza dos gases de efecto invernadero (CH4 y CO2) para producir un gas de síntesis de alto interés industrial. Sin embargo, para llevar a cabo esta reacción en condiciones de operación asumibles, es necesaria la utilización de un catalizador adecuado que sea capaz de llevar a cabo la reacción a niveles térmicos moderados (700-800 ºC). Para este propósito, los catalizadores basados en níquel soportado sobre materiales porosos como alúmina son los más adecuados. La investigación realizada sobre estos catalizadores ha demostrado que la utilización de un precursor de espinela de aluminato de níquel (NiAl2O4) es una ruta prometedora para la preparación de estos catalizadores. Asimismo, para llevar a cabo la intensificación de este proceso, las espumas cerámicas de celda abierta suponen una alternativa interesante a los soportes estructurados tradicionales basados en monolitos. A la hora de depositar el precursor de níquel sobre este tipo de soportes, la ruta de síntesis por combustión en solución produce catalizadores con mejores prestaciones que aquellos sintetizados por otros métodos más comúnmente utilizados. Así, el objetivo de este trabajo de fin de grado es la optimización del número de ciclos de SCS necesarios para obtener un precursor de NiAl2O4 estructurado sobre espumas de celda abierta de -Al2O3, que produzca un catalizador Ni/Al2O3 activo y estable para el reformado seco de metano. Para ello, se han sintetizado seis espumas catalíticas variando el número de ciclos se síntesis utilizados, y con ello la carga metálica de níquel. Los catalizadores se han estudiado la reacción de reformado seco de metano, de forma que se pudiera determinar el número de ciclos SCS óptimo que maximizara la producción de gas de síntesis.