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Tipo: Trabalho de Conclusão de Curso
Título : Síntese e caracterização do catalisador de Ni/AL 203 para a produção de hidrogênio por reforma a vapor do etanol
Autor(es): Brito, Andrielly de Oliveira
Primeiro Orientador: Muniz, Ana Rosa Costa
1° Membro da banca: Muniz, Ana Rosa Costa
2° Membro da banca: Junges, Fernando
3° Membro da banca: Arruda, Alexandre Denes
Resumo: A matriz energética mundial apresenta, prioritariamente, a geração de eletricidade por meio da queima de combustíveis fósseis, como carvão, petróleo e gás natural. Porém os compostos gasosos liberados nessa queima trazem danos à saúde da população e ao meio ambiente, através da emissão de poluentes atmosféricos como monóxido de carbono, óxidos de nitrogênio e dióxido de enxofre, este último com possibilidade de formação de chuva ácida. Visando a produção de energia mais limpa e ecologicamente correta, nas últimas décadas o hidrogênio vem se destacando como a fonte de energia elétrica mais viável para o futuro. Uma forma de produzir hidrogênio é através da reação catalítica de reforma a vapor do etanol. O catalisador tem por objetivo acelerar a reação, aumentando a produtividade do processo. A proposta desse trabalho é sintetizar um catalisador heterogêneo metálico, mais especificamente, catalisador a base de Ni, suportado em alumina, com diferentes teores metálicos, 10, 20 e 30 %. Para isso foi usado um método de impregnação via úmida. Os catalisadores sintetizados foram caracterizados física e químicamente, através de ensaios fisissorção por nitrogênio (BET) e Difração de Raio-X (DRX). O catalisador escolhido para a realização das análises de caracterização e seguinte aplicação nas reações de reforma a vapor do etanol foi o de 30Ni/Al2O3, apresentou uma área superficial, volume de poros e diâmetro de poros de 34,16 m²/g, 0,087 cm³/g e 2,5 nm, respectivamente, o material classifica-se como mesoporoso, de acordo com as classificações apresentadas pela IUPAC. Por fim foram realizados três testes para conduzir a reação de reforma a vapor do etanol com o catalisador 30Ni/Al2O3, sendo o primeiro com o catalisador comercial, em uma temperatura de 500 °C, e segundo, em uma temperatura de 500 °C, e terceiro, em uma temperatura de 700 °C, com o catalisador produzido. Os gases coletados ao longo das reações foram submetidos à cromatografia gasosa para medição da concentração de hidrogênio, resultando, nos três testes, em 79,69 %, 78,38 % e 94,03 %, respectivamente. Com os experimentos realizados foi possível observar que, na temperatura de 700 °C ocorreu maior produção de hidrogênio. Além disso, o catalisador sintetizado foi mais seletivo, quando comparado com o catalisador comercial, produzindo menor quantidade de subprodutos, principalmente CH4.
Resumen : The world energy matrix primarily presents the generation of electricity through the burning of fossil fuels such as coal, oil and natural gas. However, the gaseous compounds released in this burning are harmful to the health of the population and the environment as it results in the emission of atmospheric pollutants such as carbon monoxide, nitrogen oxides, and sulfur dioxide, the latter with the possibility of causing acid rain. Aiming to produce cleaner and more environmental friendly energy, hydrogen has been recognized as the most viable source of electricity for the future. One way to produce hydrogen is through the catalytic reaction of ethanol steam reforming. The use of the catalyst accelerates the reaction, increasing the process productivity. The objective of this work is to synthesize a heterogeneous metallic catalyst, specifically, a Ni-based catalyst supported on alumina, with different metallic contents, 10, 20, and 30 %. For this, a wet impregnation method was used. The synthesized catalysts were physically and chemically characterized through nitrogen physisorption (BET) and X Ray Diffraction (DRX) tests. The catalyst chosen for the characterization and subsequent application in the ethanol steam reforming reactions was the 30Ni/Al2O3, which had a surface area, pore volume, and pore diameter of 34.16 m²/g, 0.087 cm³/g, and 2.5 nm, respectively. The material was classified as mesoporous, according to the classifications presented by IUPAC. Finally, three tests were performed to conduct the ethanol steam reforming reaction with the 30Ni/Al2O3 catalyst, the first with the commercial catalyst, at a temperature of 500 °C, the second at a temperature of 500 °C, and the third at a temperature of 700 °C, with the synthesized catalyst. The gases collected throughout the reactions were subjected to gas chromatography to measure the hydrogen concentration, resulting in 79.69 %, 78.38 %, and 94.03 % for the three tests, respectively. According to the results, it was possible to observe that at a temperature of 700 °C, the production of hydrogen increased. In addition, the synthesized catalyst was more selective when compared to the commercial catalyst, producing a smaller amount of by-products, mainly CH4.
Palabras clave : Sustentabilidade
Energia
Etanol
Catalisador
Hidrogênio verde
Sustainability
Energy
Ethanol
Catalyst
Green hydrogen
CNPQ: CNPQ::ENGENHARIAS
Idioma: por
metadata.dc.publisher.country: Brasil
Editorial : Universidade Federal do Pampa
Sigla da Instituição: UNIPAMPA
Campus: Campus Bagé
Citación : BRITO, Andrielly. Síntese e caracterização do catalisador de Ni/AL 203 para a produção de hidrogênio por reforma a vapor do etanol. 64 p. 2023. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Química) – Universidade Federal do Pampa, Campus Bagé, Bagé, 2023.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI : https://repositorio.unipampa.edu.br/jspui/handle/riu/8137
Fecha de publicación : 8-feb-2023
Aparece en las colecciones: Engenharia Química



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