Producción de hidrógeno mediante reformado en fase acuosa. Estudio del catalizador y condiciones operacionales

Quílez Gay, Gema
García Nieto, Lucía (dir.)

Universidad de Zaragoza, EINA, 2024
Departamento de Ingeniería Química y Tecnologías del Medio Ambiente, Área de Ingeniería Química

Graduado en Ingeniería Química

Resumen: Actualmente, el hidrógeno es un gas de gran relevancia debido a su capacidad para reducir la contaminación y las emisiones de gases de efecto invernadero. El proceso de reformado en fase acuosa permite la generación de hidrógeno a partir de glicerina, subproducto de la producción de biodiésel. En este trabajo se buscan las condiciones operacionales óptimas y un catalizador activo que permita lograr una elevada selectividad y rendimiento a hidrógeno. Se han identificado varios catalizadores que cumplen con estas características, tales como Ni-Co/Ƴ-Al2O3, 1Ni-2Cu/CeO2 + 0,2g CaO, 5Pt1,5Ni/CNT + 0,18g CaO, 0,3Pt/CoAl, entre otros. No obstante, su rendimiento respecto al máximo teórico sigue siendo relativamente bajo, por lo que es imprescindible una continua investigación para la mejora de este proceso. En cuanto a las condiciones operacionales óptimas se requieren una temperatura entre los 220-230 ºC, una presión alrededor de 30-40 bar y una baja concentración de glicerina en la alimentación (1-10 % en masa). Una aplicación del hidrógeno producido es su uso como combustible en pilas de hidrógeno para vehículos. Esta alternativa ofrece ventajas significativas en comparación con los vehículos convencionales de combustión interna, ya que reduce las emisiones de CO2. Además, el uso del hidrógeno producido mediante este proceso es apto para alimentar las pilas de combustible PEM debido a que el contenido de monóxido de carbono en la corriente gaseosa es especialmente bajo. El CO es un gas que envenena este tipo de pilas. Finalmente, se calcula el peso de catalizador y volumen de reactor necesarios para la producción industrial de un hidrógeno cuyo fin es alimentar pilas de combustible de vehículos. Se trabaja con dos catalizadores (0,3Pt/CoAl y Ni-Co/Ƴ-Al2O3) y se comprueba en ambos casos que es necesaria una mejora en los catalizadores o las condiciones operacionales para incrementar la rentabilidad de este proceso, ya que los resultados indican que son necesarios una gran cantidad de catalizador y gran volumen de reactor para una producción anual de 2000 toneladas de hidrógeno.

Tipo de Trabajo Académico: Trabajo Fin de Grado