DESCOMPOSICIÓN DE METANO CON CATALIZADORES DE Ni, Fe, PROMOVIDOS CON Pd Y SOPORTADOS EN CARBÓN

La producción de hidrógeno juega un papel muy importante en la desulfurización de combustibles, en la producción de amoníaco y metanol, en la hidrogenación de grasas y aceites y en otras aplicaciones industriales. Sin embargo, su mayor demanda en el resto del siglo será como combustible en las pilas de combustible. A pesar de que la tendencia mundial se orienta al empleo de fuentes renovables de energía, los aspectos económicos por ésta ruta aún no son convincentes. Por tal motivo, el arranque del sistema económico del hidrógeno tendrá que ser vía combustibles fósiles. En el presente trabajo, se estudió la descomposición catalítica del metano para la obtención de hidrógeno, empleando catalizadores monometálicos de Ni y de Fe así como bimetálicos de Ni-Pd y Fe-Pd todos ellos soportados en un carbón activado comercial. Se utilizaron dos métodos de síntesis (impregnación y fotodepósito) y la caracterización se realizó mediante difracción de rayos-X, fisisorción de N2, reducción a temperatura programada, espectroscopías Ultravioleta, Raman, fotoelectrónica de rayos-X, Mössbauer y microsocopía electrónica de transmisión. La reacción de descomposición del metano se estudió en un reactor de lecho fijo a presión atmosférica y en un rango de temperaturas de 500-620 °C. Tanto el único producto en fase gas (H2) como el metano sin reaccionar se analizaron con un cromatógrafo de gases en línea. En general, los catalizadores de Ni y de Fe presentaron una buena dispersión sobre el carbón con tamaños de partícula del orden de 10 nm para el níquel y con una composición superficial variable, encontrándose Ni, NiO, Fe, FeO, Fe2O3 y Fe3O4. Se observó una marcada reducción de la superficie específica del soporte original de hasta el 50% dependiendo de la carga de metal. La actividad catalítica mostrada por los catalizadores de Fe/C fue superior a la de los catalizadores de Ni/C Los catalizadores sintetizados por el método de impregnación mostraron mejores resultados que los sintetizados por fotodepósito posiblemente a una desactivación rápida por parte de las partículas más activas de estos catalizadores. El catalizador de Ni-Pd sintetizado por el método de impregnación mostró un incremento en la conversión del metano hasta del 12% (620 °C) producto del efecto del paladio como promotor, debido a una mejor dispersión metálica y un menor tamaño de partícula promedio