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ESTUDIO DEL CoWO4 UTILIZADO COMO CARRIER DE OXÍGENO PARA LA PRODUCCIÓN DE H2 A PARTIR DE METANO
Thelma Isette De los Ríos Castillo
MANUEL DAVID DELGADO VIGIL
VIRGINIA HIDOLINA COLLINS MARTINEZ
ALEJANDRO LOPEZ ORTIZ
Acceso Abierto
Sin Derechos Reservados
CoWo4
Una variación del proceso de oxidación del metano consiste en un ciclo de dos pasos reducción-oxidación (redox) de óxidos metálicos para la producción de energía y/o hidrogeno. En el primer paso del proceso el O2 requerido para la oxidación parcial del metano es proporcionado por un material que almacena oxígeno y que lo libera bajo atmósferas reductoras mediante: CH4 + MeO → CO + H2 + Me, donde MeO es un óxido metálico y Me es el metal reducido. En el segundo paso el Me es reoxidado con H2O (g) para producir H2 por: H2O + Me → MeO + H2. Finalmente el MeO es regenerado y recirculado al paso inicial. Los procesos de oxidación parcial de metano (POX) mediante óxidos metálicos y de “chemical looping” (CL) parten de la oxidación del metano; el primero esta encaminado hacia la producción de gas de síntesis (H2 + CO) por oxidación parcial y el segundo para producir energía mediante la oxidación total (CO2 + H2O + energía) con la posible secuestración del CO2 producido. Ambos procesos se basan en la capacidad de un oxido metálico de fungir como almacenador/donador de oxígeno. En investigaciones previas se encontró que el espinel tungstenato de cobalto (CoWO4) es un material capaz de reducirse con metano y de reoxidarse con vapor de agua de forma cíclica sin importante pérdida de actividad. Sin embargo, en esos estudios no se reporta la naturaleza química de las especies gaseosas generadas. Por lo tanto, la presente investigación tiene como objetivo la evaluación del CoWO4 (CW), dopado con 10% Ni (CW-Ni) y con 10% La2O3 (CW-La) como transportadores de oxigeno en ciclos redox de 5% CH4/Ar y 5% H2O/Ar a 900°C. El CoWO4 fue sintetizado por precipitación a partir de soluciones equimolares de tungstenato de sodio y nitrato de cobalto y calcinadas a 950°C. Soluciones de nitratos de Ni y La fueron incorporados al CoWO4 mediante impregnación incipiente. La caracterización consistió en DRX y MEB. El seguimiento de reacción se realizo por TGA y análisis de gases de salida por CG. Durante la reducción del CH4, los resultados indican que la adición de Ni y La tienen el efecto de acelerar a cinética de reacción con respecto al CoWO4, mientras que la oxidación parcial y total del metano son reacciones competitivas generando gas de síntesis y CO2 + H2O, respectivamente. Finalmente, para CoWO4 la selectividad hacia la oxidación parcial domina al inicio de la reducción. Mientras que la selectividad hacia oxidación total domina el mayor tiempo reacción para las muestras CW-Ni y CW-
2008
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