Análise do desempenho de catalisadores a base de Ni na reforma seca do metano

Abstract

A crescente demanda mundial por energia elétrica e os impactos ambientais associados à sua obtenção motivaram a busca por fontes alternativas de energia, em especial renováveis e limpas. A matriz energética mundial é baseada principalmente na utilização de combustíveis fósseis, no entanto, a queima destes combustíveis é responsável por aumentar o efeito estufa e trazer problemas ambientais como o aumento da temperatura média na terra. O biogás surge como uma alternativa limpa e sustentável para o fornecimento de energia elétrica. O biogás é composto principalmente de gás metano e gás carbônico, principais gases do efeito estufa, e a sua utilização para produção de energia diminui a emissão desses gases na atmosfera. A partir da reação de reforma do metano com CO2 (DRM) é possível a obtenção do gás hidrogênio, um atrativo vetor energético. Para otimização desta reação faz-se necessário o uso de catalisadores que aumentem a conversão dos reagentes e garantam a seletividade dos produtos desejados.O níquel é a fase ativa mais usada nessa reação devido ao seu baixo custo e alta atividade. No entanto, as condições severas da reação propiciam a sua desativação, principalmente devido a deposição de carbono e sinterização. O presente trabalho visa avaliar o desempenho dos catalisadores a base de Ni suportado em diferentes materiais, identificando quais suportes possibilitariam um melhor desempenho destes catalisadores. Um levantamento de dados de diversos catalisadores de Ni suportados em óxidos foi realizado na literatura a fim de avaliar o melhor suporte, método de preparo e condições da reação de reforma seca. Os catalisadores de Ni/CeO2, Ni/Al2O3, Ni/SiO2 e Ni/CeO2-SiO2 se mostraram muito eficientes quando aplicados à DRM, entregando bons desempenhos, com elevadas conversões de metano e CO2 e altas seletividades ao H2. O catalisador Ni/CeO2-SiO2 ganha destaque com as maiores conversões e boas propriedades texturais.