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

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.The growing world demand for electric energy and the environmental impacts associated with its obtainment motivated the search for alternative energy sources, especially renewable and clean ones. The global energy matrix is based mainly on the use of fossil fuels, however, the burning of these fuels is responsible for increasing the greenhouse effect and bringing environmental problems such as the increase in the average temperature on earth. Biogas emerges as a clean and sustainable alternative for the supply of electricity. Biogas is mainly composed of methane and carbon dioxide, the main greenhouse gases, and its use for energy production reduces the emission of these gases into the atmosphere. From the reforming reaction of methane with CO2 (DRM) it is possible to obtain hydrogen gas, an attractive energy vector. To optimize this reaction, it is necessary to use catalysts that increase the conversion of reactants and ensure the selectivity of the desired products. Nickel is the active phase most used in this reaction due to its low cost and high activity. However, the severe conditions of the reaction favor its deactivation, mainly due to carbon deposition and sintering. The present work aims to evaluate the performance of Ni-based catalysts supported on different materials, identifying which supports would enable a better performance of these catalysts. A data survey of several Ni catalysts supported on oxides was carried out in the literature in order to evaluate the best support, preparation method and conditions of the dry reforming reaction. Ni/CeO2, Ni/Al2O3, Ni/SiO2 and Ni/CeO2-SiO2 catalysts proved to be very efficient when applied to DRM, delivering good performances, with high methane and CO2 conversions and high selectivities to H2. The Ni/CeO2-SiO2 catalyst is highlighted with the highest conversions and good textural properties