Actualmente la concentración de CO2 en la atmosfera es muy alto debido a los continuos procesos industriales y sigue aumentando. Es por esto que el aprovechamiento de CO2 para obtener productos con un valor añadido es muy importante. La propuesta de este trabajo es utilizar la hidrogenación del dióxido de carbono para obtener metano, esta reacción es denominada reacción de metanación o de Sabatier. El metano obtenido a partir de CO2 e hidrógeno renovable puede ser utilizado de la misma forma que se utiliza actualmente el gas natural de origen fósil.
El proceso es termodinámicamente favorable, pero existen reacciones secundarias y barreras energéticas de activación de la reacción. Con el fin de superar estas limitaciones cinéticas, se ha sintetizado catalizadores en base níquel como agente catalítico, soportados en mini-esferas de alúmina mesoporosa. En el presente trabajo, se ha añadido un tercer componente en el catalizador, llamado promotor, su función es incrementar la actividad y estabilidad catalítica del catalizador. El objetivo del presente trabajo es preparar, caracterizar y evaluar una serie de catalizadores con porcentajes idénticos de fase activa y fase precursora, con diferentes promotores: óxidos de cerio, itrio, samario, circonio y lantano, para identificar el promotor óptimo de este sistema ternario. Los catalizadores sintetizados también son comparados con catalizador comercial.
El efecto del promotor fue positiva con todos los óxidos probados. Dentro de ellos, el catalizador con mayor actividad es el formado por oxido de lantano obteniendo una conversión de 91% a 300ºC, seguido por el formado de samario y cerio. Las causas de esta actividad se atribuyen a la óptima adsorción física del CO2 con el promotor, que aumenta la velocidad de reacción con el hidrógeno adsorbido en el níquel. Entre ellos, se identificó el óxido de lantano y cerio como mejores candidatos en relación actividad con coste y abundancia. Para discriminar entre estos dos candidatos, se evaluó su estabilidad catalítica durante 24h y también en condiciones agresivas de introducción de impurezas industriales, concretamente 400 ppb de H2S durante 170h. Los catalizadores con lantano y cerio no mostraron ninguna señal de desactivación durante este tiempo, en cambio el catalizador que no contiene promotor si mostró signos de desactivación.
En conclusión, en este trabajo se propone un sistema catalítico de tres componentes níquel (elemento catalítico), óxido de lantano (promotor) y alúmina (soporte) que presenta mayor actividad y estabilidad catalítica que sin la presencia de promotor y que además es mucho más activo que el catalizador industrial de referencia.
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